选修4 第四章导学案Word下载.docx
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______________________________________________________________________
〈〉
找规律，小结：
负极产生阳离子或消耗阴离子，
正极〈〉产生阴离子或消耗阳离子
注意溶液的酸碱性，适当在电极反应式两边添加___________、________、或
___________，以遵循电荷守恒和质量守恒。
[自主学习]：
一、盐桥在原电池工作中的应用
看〈实验4-1〉，结合图4-1，阅读课本P71页有关实验论述，解决如下问题：
1、图4-1和必修2的Cu-Zn原电池装置对照，实验装置有何变化？
__________________________________________________________
2、盐桥的作用________________________________________________
二、原电池工作的原理和应用：
1、工作原理〈以Cu-Zn原电池为例〉
正极：
〈〉_________电子，发生________反应。
负极：
ZnCu外电路
e-
负极正极
稀H2SO4
内电路：
________向负极移动______向正极移动
2、有盐桥的原电池的工作原理：
外电路
e-
盐桥
Zn半电池铜半电池
思考：
内电路中，离子是如何移动形成闭合回路的？
[练习]：
依据氧化还原反应：
2Ag+（aq）+Cu（s）==Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
（1）电极X的材料是_______________；
电解质溶液Y是_______________；
（2）银电极为电池的_______________极，发生的电极反应为_______________
；
X电极上发生的电极反应为_______________；
（3）外电路中的电子是从_______________电极流向_______________电极。
三、原电池原理的应用：
1、比较金属的活泼性：
（活动性负极金属〉正极金属）
[例]有A、B、C、D四种金属。
将A与B用导线连结起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。
将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。
据此判断它们活动性由强到弱的须序是（）
A．D>
C>
A>
BB．D>
B>
CC．D>
CD．B>
D>
C
2、加快化学反应速率（形成原电池，加快了氧化还原反应的速率）
[例]、将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。
图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是（）
[例]根据下式的氧化还原反应设计一个原电池Zn（S）+Fe2+（aq）=Zn2+（aq）+Fe2+
（1）装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图_________________________
（2）注明原电池的正极和负___________________________________________________
（3）注明外电路中电子的流向_________________________________
（4）写出两个电极上的电极反应________________________________________________
第一节原电池同步测试
1．下列关于原电池的叙述中，正确的是（）
A.原电池中，正极就是阳极，负极就是阴极B形成原电池时，在负极上发生氧化反应
B.原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动C电子从负极流向正极
2．下列关于原电池的叙述正确的是（）
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是化学能转变为电能的装置
C.在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
D.原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
3．在Zn、Cu和稀H2SO4组成的原电池装置中，一段时间后，下列说法中正确的是
A.锌片是正极，铜片上有气泡产生B电流方向是从锌片流向铜片
B.溶液中H2SO4的物质的量减少D电解液的PH保持不变
4．一原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu，该反应的原电池的正确组成是
A
B
D
正极
Zn
Cu
Fe
负极
Cu
Ag
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
5．以Mg片和Al片为电极，并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的是（）
A.Mg片作负极，电极反应：
Mg－2e－＝Mg2+
B.Al片作负极，电极反应：
Al＋4OH－－3e－＝AlO2－＋2H2O
C.电子从Mg电极沿导线流向Al电极D.Mg片上有气泡产生
6．下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是（）
A、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中
B、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中
C、与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子
D、常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化
7．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；
当A、D组成原电池时，A为正极；
B与E构成原电池时，电极反应式为：
E2-+2e-=E，B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为（）
A、A﹥B﹥E﹥DB、A﹥B﹥D﹥EC、D﹥E﹥A﹥BD、D﹥A﹥B﹥E
8．原电池的正负极的判断：
①由组成原电池的两极材料判断。
一般是的金属为负极，活泼性的金属或能的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。
电流是由流向；
电子流动方向是由极流向极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向。
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是极，阴离子移向的极为极。
④根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极总是电子发生氧化反应，其正极总是电子发生反应。
9．从能量转化角度看，原电池是一种由______的装置．例如由银锌组成的原电池，银为______极，发生______反应，电子从______极流向______极．
10．近年我国首创以Al──空气──海水为能源的新型电池，以海水为电解液．靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流．其工作时电极总反应式为：
4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3；
请判断：
（1）原电池的负极是______；
（2）工作时原电池的两极反应：
A．负极______；
B．正极_____；
（3）工作时原电池正极附近pH______（增大，减小，不变）．
11．下列事实不能用电化学理论解释的是______
①轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块②镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用
③铝片不用特殊方法保存④常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几乎不反应
12．如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
（1）中反应的离子方程式为，
（2）中的电极反应：
Fe：
、Sn：
Sn极附近溶液的pH（填增大、减小或不变），
（3）中被腐蚀的金属是、其电极反应式为。
比较
（1）、
（2）、（3）中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
13、近年我国首创以Al──空气──海水为能源的新型电池，以海水为电解液．靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流．其工作时电极总反应式为：
B．正极______；
14、如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
Sn极附近溶液的pH（填增大、减小或不变）
（3）中被腐蚀的金属是、其电极反应式为。
15、下列事实不能用电化学理论解释的是______
①轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块
②镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用
③铝片不用特殊方法保存
④常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几乎不反应
第一节原电池
（1）
1、BD2、B3、C4、D5、BD6、B7、D8、活泼、导电、正极、负极、负、正、正、负、失、得、还原9．化学能转变为电能；
正；
还原；
锌，银．10．
（1）Al，
（2）Al-3e=Al3+；
O2+2H2O+4e=4OH-（3）增大
11．③④12．
（1）Fe+2H+=Fe2++H2↑
（2）Fe+2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑（3）213
13、
（1）Al，
（2）Al-3e=Al3+；
O2+2H2O+4e=4OH-
（3）增大
14、
（1）Fe+2H+=Fe2++H2↑
（2）Fe+2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑增大
（3）Zn,Zn+2e-=Zn2+
（2）
（1）（3）
15、③④
第二节化学电源
1常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；
2认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；
3学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。
培养学生观察能力和思考问题的能力。
情感态度与价值观：
感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观，增强学生的环保意识。
化学电源的结构及电极反应的书写
[预习自学]
一、化学电池
1．概念：
_____________________________________________
_______________________
2．分类：
二、一次电池
1．普通锌锰电池-干电池
干电池是用锌筒外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2，NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末
负极：
___________________________
正极：
__________________________
缺点：
__________________________________________________
2．银锌电池-钮扣电池
正极Ag2O，负极锌,电解质溶液为KOH
电池总反应：
Ag2O+Zn=2Ag+ZnO
______________________________________
3．锂电池
用金属锂作负极，MnO2作正极，LiClO4有机电解液
Li+MnO2=LiMnO2
正极:
MnO2+e-=MnO2-
三、二次电池
1．铅蓄电池
正极棕褐色的PbO2，负极是海绵状的金属铅，两极均浸入H2SO4溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开
放电时：
Pb+SO42--2e-=PbSO4
PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
当放电进行到H2SO4的浓度降低，溶液的密度达1.18g/cm3时应停止使用，蓄电池放电的总化学方程式：
_____________________________.
蓄电池放电和充电的总反应式：
PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O
2．银锌蓄电池
银锌电池是一种高能电池，正极由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液
Zn＋2OH－2e＝ZnOH2
Ag2O＋H2O＋2e＝2Ag＋2OH
放电的总化学方程式：
_____________________________________
总反应式：
Zn＋Ag2O＋H2OZnOH2＋2Ag
四、燃料电池
1．氢氧燃料电池：
电极材料是多孔镍电极，它工作时电池反应式为：
2H2+O2=2H2O,电解质可用KOH或H2SO4
（1）碱性介质
_________________________________________________
（2）酸性介质：
____________________________________________
____________________________________________
2．甲烷燃料电池：
该电池用金属铂片插入电解质溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和O2
______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
3．甲醇燃料电池：
化学电源同步测试
（1）
1．日常所用的干电池的电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2）,电极反应可简化为：
Zn－2e－==Zn2+；
2NH4++2e－=NH3+H2,根据上述叙述判断下列说法正确的是（）
A.干电池中锌为正极，碳为负极
B.干电池工作时，电子由锌极经外电路流向碳极
C.干电池长时间连续工作时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器
D.干电池可实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
2．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）
A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极
3．据报到，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。
其电池反应为：
2Zn＋O2＝2ZnO原料为锌粒，电解液和空气。
下列叙述正确的是（）
A.锌为正极，空气进入负极反应B.负极反应为Zn－2e－＝Zn2＋
B.C正极发生氧化反应D.电解液肯定不是强酸
4．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。
锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn（s）＋2MnO2（s）＋H2O（l）＝Zn（OH）2＋Mn2O3（s）。
下列说法错误的是（）
A.电池工作时，锌失去电子
B.电池负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－＝Zn（OH）2
C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0．2mol电子，锌的质量理论上减小6．5g
5．锰锌干电池在放电时总反应方程式可以表示为：
Zn（s）＋2MnO2＋2NH4＋＝Zn2+＋Mn2O3（s）＋2NH3＋H2O
在此电池放电时正极（碳棒）上发生反应的物质是（）
A.ZnB.碳C.MnO2和NH4+D.Zn和NH3
6．锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可以表示为：
充电
放电
2Ag＋Zn（OH）2======Ag2O＋Zn＋H2O此电池放电时，被氧化的物质是
A.AgB.Zn（OH）2C.Ag2OD.Zn
7．微型锂碘电池可用植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。
这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I－。
下列有关说法正确的是
A.正极反应：
2Li－2e＝＝2Li＋B.负极反应：
I2＋2e－＝2I－
C.总反应是：
2Li＋I2＝2LiID.金属锂作正极
8．锌银电池：
负极是，正极是，电解质是，其电极反应如下：
，
总反应：
9．锂电池是用金属作负极，作正极，电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯（SOCl2）中组成。
3SOCl2＋8e－＝SO32－＋2S+6Cl－
电池的总反应式：
8Li＋3SOCl2＝6Cl＋LiSO3＋2S
10．锌锰干电池是用锌制圆筒形外壳作极。
位于中央的顶端盖有铜帽的石墨作极，在石墨周围填充作电解质，还填有MnO2和炭黑。
其电极反应为：
＋2e－＋2MnO2＝Mn2O3＋2NH3↑＋H2O
电池总反应式为：
Zn＋2NH4＋＋2MnO2＝Mn2O3＋2NH3↑＋Zn2＋＋H2O
该电池用久了，其外壳就会变软，主要原因是
正极反应中，前后经历下列反应：
2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2；
2MnＯ2＋H2＝Mn2O3＋H2O，如果没有MnO2参与，干电池将难于持续稳定工作。
试说明理由：
_________________________________________________。
许多国家都规定要对废旧的锌锰干电池进行回收，从保护环境和节约材料方面解释为什么要回收这种废旧电池。
11．银器皿日久表逐渐变成黑色，这是由于生成了Ag2S，有人设计了用原电池原理加以除去，其处理方法为：
将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中与容器接触，放置一段时间，黑色就会褪去而不会损失。
试回答：
在此原电池反应中，负极发生的反应为：
__________________，正极反应为：
____________________，反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，则原电池总反应方程式为：
_____________________________________。
第二节化学电源
（1）答案
10.
（1）2NH4++2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2OZn-2e-=Zn2+电池放电过程中有水产生、锌筒变薄造成干电池变软
（2）正极反应的中间产物H2附着于石墨，增加电池内阻。
11．2Al-6e-=2Al3+3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-2Al+3Ag2S+6H2O=Al（OH）3+6Ag+3H2S↑
化学电源同步测试
（2）
1．燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的基本反应是：
X极：
O2（g）＋H2O（l）＋2e－＝＝2OH－
Y极：
H2（g）＋2OH－＝＝2H2O（l）＋2e下列判断正确的是
A．X是正极B．Y是正极
C．Y极发生还原反应D．Y极发生氧化反应
2．阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：
2H2＋O2＝2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使H2O蒸发，则下列叙述中正确的是
A．此电池能发生蓝色火焰B．H2为正极，O2为负极
C．工作时，电解质溶液的PH不断减小
D．电极反应为负极：
2H2＋4OH――4e－＝4H2O；
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
3．物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成型的生物原电池，下列有关判断正确的是（）
A.正极的电极反应可能是O2+4e－+2H2O→4OH－
B.负极的电极反应可能是O2+4e－+2H2O→4OH－
C.负极的反应主要是C6H12O6（葡萄糖）生成CO2或HCO3－
D.正极的反应主要是C6H12O6（葡萄糖）生成CO2或HCO3－
4．设想通过原电池反应以H2和Cl2为原料生产盐酸。
关于这种原电池的设想正确的是
A．正极反应为H2－2e－=2H+B．在电池工作时，H+移向负极
C．电池正极发生氧化反应
D．以盐酸作为电解质，并不断补充蒸馏水，以维持溶液一定的pH
6．右图是2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。
甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH30H+302→2C02+4H20。
下列说法正确的是（）
A．左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇
B．右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气
C．负极反应式为：
CH30H+H20-6e-→CO2+6H+
D．正极反应式为：
02+2H20+4e-→40H—
7．氢氧燃料电池是一种高效、低污染的新型电池，主要用于航天领域。
它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化
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