高一原电池四份.docx
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高一原电池四份
原电池
装置特点：
化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极；
形成条件：
②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）；
原③、形成闭合回路（或在溶液中接触）
电负极：
用还原性较强的物质（活泼金属）作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。
池基本概念：
正极：
用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。
原电极反应方程式：
电极反应、总反应。
失e-,沿导线传递，有电流产生
理
氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应
反应原理：
移向
阳离子
溶解
不断
Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=2H2↑
电解质溶液
电极反应：
负极（锌筒）Zn-2e-=Zn2+
正极（石墨）2NH4++2e-=2NH3+H2↑
①、普通锌——锰干电池总反应：
Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑
干电池：
电解质溶液：
糊状的NH4Cl
特点：
电量小，放电过程易发生气涨和溶液
②、碱性锌——锰干电池电极：
负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；
电解液：
由中性变为碱性（离子导电性好）。
正极（PbO2）PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O
放电
负极（Pb）Pb+SO42--2e-=PbSO4
充电
铅蓄电池：
总反应：
PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O
电解液：
1.25g/cm3~1.28g/cm3的H2SO4溶液
化学电源简介
蓄电池特点：
电压稳定。
放电
放电`
Ⅰ、镍——镉（Ni——Cd）可充电电池；
其它蓄电池Cd+2NiO（OH）+2H2OCd（OH）2+2Ni（OH）2
Ⅱ、银锌蓄电池
锂电池
①、燃料电池与普通电池的区别
不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时
燃料电极反应产物不断排出电池。
电池②、原料：
除氢气和氧气外，也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极：
2H2+2OH--4e-=4H2O；正极：
O2+2H2O+4e-=4OH-
③、氢氧燃料电池：
总反应：
O2+2H2=2H2O
特点：
转化率高，持续使用，无污染。
废旧电池的危害：
旧电池中含有重金属（Hg2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。
腐蚀概念：
金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
概述：
腐蚀危害：
腐蚀的本质：
M-ne-→Mn+（氧化反应）
分类：
化学腐蚀（金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀）、电化腐蚀
定义：
因发生原电池反应，而使金属腐蚀的形式。
金属的腐蚀与防护
负极（Fe）：
Fe-2e-=Fe2+；正极（C）：
O2+2H2O+4e-=4OH-
电化吸氧腐蚀：
总反应：
2Fe+O2+2H2O=Fe（OH）2
△
腐蚀后继反应：
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
钢铁的腐蚀：
2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O
负极（Fe）：
Fe-2e-=Fe2+；
析氢腐蚀：
正极（C）：
2H++2e-=H2↑
总反应：
Fe+2H+=Fe2++H2↑
影响腐蚀的因素：
金属本性、介质。
金属的防护：
①、改变金属的内部组织结构；
保护方法：
②、在金属表面覆盖保护层；
③、电化学保护法（牺牲阳极的阴极保护法）
【例1】在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（）
ABCDEF
【例2】用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是（）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：
Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①②B．②③C．②④D．③④
【例3】将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（）
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大D．产生气泡的速度甲比乙慢
【例4】等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的胆矾晶体，下列图表示产生H2的体积V（升）与时间t（分）的关系，其中正确的是（）。
【例5】据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。
某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。
下列有关该电池的叙述不正确的是（）
A.正极反应式为：
O2+2H2O+4e-=4OH―
B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C.该燃料电池的总反应方程式为：
2H2+O2=2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2（标准状况）时，有0.1mol电子转移
【例6】一种燃料电池中发生的化学反应为：
在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是（）
A．CH3OH（g）+O2（g）=H2O
（1）+CO2（g）+2H+（aq）+2e－
B．O2（g）+4H+（aq）+4e－=2H2O
（1）
C．CH3OH（g）+H2O
（1）=CO2（g）+6H+（aq）+6e－
D．O2（g）+2H2O
（1）+4e－=4OH－
【例7】镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd+2NiOOH+2H2O
Cd（OH）2+2Ni（OH）2
有关该电池的说法正确的是（）
A．充电时阳极反应：
Ni（OH）2－e—+OH-==NiOOH+H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
【例8】
可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：
Al＋3OH－－3e-＝Al（OH）3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
【例9】把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。
若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d上有气泡逸出；a、c相连时，a极减轻；b、d相连时，b为正极。
则这四种金属活泼性顺序由强到弱的顺序为（）
A．a＞b＞c＞dB．a＞c＞b＞d
C．a＞c＞d＞bD．b＞d＞a＞c
高中化学必修二电化学单元检测
一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分）
1．（2011·杭州模拟）下列事实中与电化学腐蚀无关的是（ ）
A．光亮的自行车钢圈不易生锈B．黄铜（Cu、Zn合金）制的铜锣不易产生铜绿
C．铜、铝电线一般不连接起来作导线D．生铁比熟铁（几乎是纯铁）更容易生锈
2．用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂—KNO3的U形管）构成一个原电池．以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：
Ag＋＋e－―→Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③C．②④D．③④
3．X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下化学反应：
①水溶液中：
X＋Y2＋===X2＋＋Y ②Z＋2H2O（冷）===Z（OH）2＋H2↑ ③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：
M―→M2＋＋2e－ ④Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化。
这五种金属的活动性由弱到强的顺序是（ ）
A．M＜N＜Y＜X＜ZB．N＜M＜X＜Y＜ZC．N＜M＜Y＜X＜ZD．X＜Z＜N＜M＜Y
4．（2011·潍坊质检）关于如图所示①、②两个装置的叙述，正确的是（ ）
A．装置名称：
①是原电池，②是电解池
B．硫酸浓度变化：
①增大，②减小
C．电极反应式：
①中阳极：
4OH－―→2H2O＋O2↑＋4e－②中正极：
Zn―→Zn2＋＋2e－
D．离子移动方向：
①中H＋向阴极方向移动②中H＋向负极方向移动
5．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用．锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为Zn（s）＋2MnO2（s）＋H2O（l）===Zn（OH）2（s）＋Mn2O3（s），下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极反应为2MnO2（s）＋H2O（l）＋2e－―→Mn2O3（s）＋2OH－（aq）
C．电池工作时，负极附近溶液碱性增强
D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
6．将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用电器连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是（ ）
A．Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2＋
B．Al条表面虽有氧化膜，但可不必处理
C．该电池的内、外电路中，电流均是由电子定向移动形成的
D．Al是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出
7．下列有关电化学知识的描述正确的是（ ）
A．任何氧化还原反应都可能设计成原电池装置
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2Ag，盐桥为含琼脂的KCl饱和溶液
C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁做负极、铜做正极
D．理论上说，任何能自发进行的且能放出能量的氧化还原反应都可设计成原电池
8．1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中，c（SO
）＝2mol·L－1.用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），则原溶液中c（K＋）为（ ）
A．0.5mol·L－1B．1mol·L－1C．1.5mol·L－1D．2mol·L－1
9．利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图．该电池工作时，有关说法正确的是（ ）
A．铝罐将逐渐被腐蚀B．炭粒和炭棒上发生的反应为：
O2＋4e－―→2O2－
C．炭棒应与玩具电机的负极相连D．该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻
10．下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图．电池的一个电极由有机光敏染料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：
TiO2/S
TiO2/S*（激发态）TiO2/S*―→TiO2/S＋＋e－I
＋2e－―→3I－
2TiO2/S＋＋3I－―→2TiO2/S＋I
下列关于该电池叙述错误的是（ ）
A．电池工作时，I－在镀铂导电玻璃电极上放电
B．电池工作时，是将太阳能转化为电能
C．电池的电解质溶液中I－和I
的浓度不会减少
D．电池中镀铂导电玻璃为正极
11．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：
2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是（ ）
A．电子通过外电路从b极流向a极B．b电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
12．铅蓄电池的工作原理为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不正确的是（ ）
A．K闭合时，d电极反应式：
PbSO4＋2H2O===PbO2＋4H＋＋SO
＋2e－
B．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO
向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
二、非选择题（本题包括4小题，共52分）
13．（14分）某同学设计了一实验装置（如图所示），其中A、B为两种可以导电的单质，C为一种电解质．实验时，将A下压滤纸，使A、滤纸、B紧贴，通过观察电流计指针的偏转，即可比较A、B的还原性强弱．（备注：
电流计指针的偏转方向与电子移动的方向相同）
请回答下列问题：
（1）若A为锌、B为铁、C为硫酸，则实验过程中，灵敏电流计指针向________（填“左”或“右”）偏转，B极上发生的电极反应式为_____________________________________．
（2）若B为铜、C为氯化钠，当实验过程中灵敏电流计指针向右偏转时，A不可能为____（填字母）．
a．Znb．Fec．Pbd．Ag
（3）若A为石墨、B为铝、C为硫酸钠，则A极上的电极反应式为_________________，
总反应方程式为___________________________________________________________．
14．（14分）原电池原理广泛应用于科技、生产和生活，请回答以下问题：
（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料．肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．肼－空气燃料电池放电时：
正极的电极反应式是________________________；负极的电极反应式是__________．
（2）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池．试写出该电池的正极反应式_________________________．
（3）请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱．请画出实验装置图并写出电极反应式．
________________________________________________________________________.
15．（14分）铁生锈是比较常见的现象，某实验小组，为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法（假设通过直形管气体的温度与室温相同）：
首先检查制氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：
①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮．试回答以下问题：
（1）由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_______．
能表示其原理的电极反应式为_______________________________________________.
（2）仪器A的名称为________，其中装的药品可以是________________，其作用是_____．
（3）由实验可知，该类铁生锈的条件为________________________________________．
决定铁生锈快慢的一个重要因素是__________________________________________．
16．（10分）根据可逆反应AsO
＋2I－＋2H＋AsO
＋I2＋H2O，设计出如图所示的实验装置：
A烧杯中装有Na3AsO4和Na3AsO3溶液，B烧杯中装有I2和KI溶液．两烧杯用倒置的装有饱和KI溶液的U形管作盐桥让离子通过，C1、C2棒为惰性电极．
现进行如下操作：
①向A中逐滴加入浓盐酸，发现电流计的指针发生偏转；②若改向B中滴入40%的氢氧化钠溶液，发现电流计的指针向与①相反方向偏转．
请回答下列问题：
（1）试用化学平衡移动的原理解释上述两次操作中电流计的指针偏转方向相反的原因
________________________________________________________________________.
（2）操作①中C1棒上发生反应的电极反应是__________________________________．
操作②中C2棒上发生反应的电极反应是____________________________________．
第二章化学反应与能量
第3节化学反应的速率和限度（第1课时）
一、化学反应速率
1、定义：
用单位时间内物浓度的或物浓度的来表示。
2、计算公式：
v＝△C/△t单位:
：
mol/（L•s）mol/（L•min）mol/（L•h）
※注意：
（1）现表示的化学反应速率是速率，同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，必须注明物质。
（2）起始浓度与化学计量数比无关，但是变化浓度一定与成比例。
（3）同一反应各物质的反应速率之比等于之比。
例如：
2A（g）+3B（g）
C（g）+4D（g）
ν（A）:
ν（B）:
ν（C）:
ν（D）=
【例1】某一反应物的初始浓度是2摩尔/升，经过两分钟的反应，它的浓度变成了1.6摩尔/升，求该反应的反应速率。
【例2】在一定条件下N2+3H2
2NH3的反应中，起始C（N2）为2mol/L，C（H2）为5mol/L，反应到2分钟时，测得C（NH3）为0.4mol/L.
（1）分别用N2、H2、NH3表示反应速率。
V（N2）==；V（H2）===；
V（NH3）===。
（2）反应到2分钟时C（N2）为________，C（H2）_________。
【例3】某温度时，2L容器中X、Y、Z三种物质的
量随时间的变化如图所示。
由图中数据分析，该
反应的化学方程式为；
反应开始至2min，Z的平均反应速率为：
【例4】在2A+B=3C+4D的反应中,下列表示该反应的化反速率最快的是---------------（）
A.V（A）=0.5mol/（L·s）B.V（B）=0.3mol/（L·s）
C.V（C）=0.8mol/（L·s）D.V（D）=1mol/（L·s）
【总结】对于同一反应，比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时，要换算成同一物质表示的速率，才能比较。
3．影响化学反应速率的因素
内因：
由参加反应的物质的性质决定。
影响反应速率的因素有
外因：
浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。
（1）浓度：
其它条件不变时，增大反应物浓度，可以反应速率。
注意：
“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”；固体和纯液体的浓度可看成是一常数。
对固体，反应速率与其表面积大小有关，固体的颗粒度越小（表面积越大，则反应速率越。
【例题5】在温度不变时，恒容的容器中进行反应H2
2H；△H＞0，若反应浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需要20s，那么由0.06mol/L降到0.036mol/L，所需时间为-----（）
A.10sB.12sC.大于12sD.小于12s
（2）温度：
其它条件不变时，升高温度可以反应速率；降低温度可以反应速率。
【实验2—5】在两支大小相同的试管中各装入2～3mL约5%的H2O2溶液，分别加入1～2滴
1mol·L－1的FeCl3溶液。
待试管中均有适量气泡出现时，将一支放入盛有5℃左右冷水的烧
杯中，另将一支放入盛有40℃左右热水的烧杯中，观察现象并对比。
待放热水烧杯中的试
管里出现大量气泡时，用带火星的火柴梗检验放出的气体。
现象
结论
热水中
产生大量气泡
升高温度反应速率加快
常温
产生气泡
冷水中
产生少量气泡
降低温度反应速率减慢
[例6]把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速率v随时间t的变化关系如图，
其中0～t1速率变化的原因是；
t1～t2速率变化的原因是。
（3）压强：
对于有气体参加的反应，其它条件不变时，增大压强可以反应速率；减小压强，可以化学反应速率。
解释：
在温度、气体的物质的量不变时，增大压强，必缩小容器——引起气体的浓度增大，所以，反应速率加快。
（4）催化剂：
选择适当的催化剂可以成千上万倍的加快反应速率。
“催化剂”：
能反应速率，而在反应前后本身的和性质不发生变化。
【实验2—6】在3支大小相同的试管中各装入2～3mL约5%的H2O2溶液，再向其中两支试管中分别加入少量MnO2粉末、1～2滴1mol·L－1FeCl3溶液。
对比观察。
现象
结论
加入MnO2
产生大量气泡
MnO2加快H2O2分解速率
加入FeCl3溶液
产生大量气泡
FeCl3加快H2O2分解速率
不加其它试剂
产生少量气泡
无催化剂时缓慢分解
（5）其他：
如：
固体的表面积（颗粒度）、激光、射线、超声波、紫外线、溶剂等。
（6）惰性气体对反应速率的影响：
①恒温恒容，加入惰性气体（或不参加反应的气体），容器P增大，但各物质C不变，v不变。
②恒温恒压，加入惰性气体（或不参加反应的气体），容器V增大，各物质C减小，v减小。
【随堂练习】
1.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是-------------------------------------------------------（）
A.增大反应物的量B.增大压强C.升高温度D.使用催化剂
2.Na2S2O3溶液跟稀H2SO4反应的化学方方程式为：
。
下列各组实验中，溶液中最先变浑浊的是-------------------------------------------------------------------------------------------------------（）
反应
反应物
H2O
温度
Na2S2O3
H2SO4
V
℃
V（ml）
C（molL－1）
V（ml）
C（molL－1）
（ml）
A
10
5
0.1
10
0.1
5
B
10
5
0.1
5
0.1
10
C
30
5
0.1
5
0.1
10
D
30
5
0.2
5
0.2
10
3.下列条件一定能使反应速率加快的是--------------------------------------------------------------（）
①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积
④加入生成物⑤加入MnO2
A．全部B．①②⑤C．②D．②③
4.反应
在2L的密闭容器中进行，1分钟后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟变化正确的是-------------------------------------------（）
A．NO：
0.001
B．H2O：
0.002
C．NH3：
0.002
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