高考化学一轮复习 课时22 原电池及其应用考点过关Word文档下载推荐.docx

1、盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。（2）盐桥的作用:连接内电路，形成闭合回路;平衡电荷，使原电池不断产生电流;使能量利用转化更高效。2. 单池原电池和盐桥原电池的对比比较图1和图2两装置:电极、电极反应、总反应、反应现象都相同。不同点:图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2+，会有一部分Zn与Cu2+直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2+不直接接触，不存在Zn与Cu2+直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。【典型例题】一、 原电池的工

2、作原理 某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。下列叙述不正确的是 （）A. a、b不连接时，只有锌片上有气泡逸出B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为2H+2e-H2C. a和b是否用导线连接，装置中所涉及的化学反应都相同D. a和b用导线连接或接直流电源，锌片都能溶解答案D解析a、b不连接时，锌置换出氢气，所以锌片上有气泡逸出;a和b用导线连接时，构成原电池，负极锌失去电子溶解，正极铜片上发生还原反应:2H+2eH2;a和b是否用导线连接，装置中所涉及的化学反应都是锌置换出H2;若a直接与外电源的负极相连时，锌片被保护。 某小组为研究原电池原理，设计如下图装置，下列叙述正确的是 （）

3、A. 装置，铜片上有O2逸出B. 装置，锌片溶解，发生还原反应C. 装置，电池反应为Zn+Cu2+Zn2+CuD. 装置，外电路中，电子从铜电极流向锌电极答案C解析装置是原电池，Zn为负极，发生氧化反应，铜为正极，铜片上有氢气逸出，无氧气逸出，所以A、B项错误;装置也是原电池，Zn为负极，锌片溶解，生成锌离子发生氧化反应，铜为正极，Cu2+2e-Cu，装置外电路中，电子从锌电极流向铜电极。二、 原电池的设计 化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。（1）能量之间可以相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型

4、的原电池，探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq）;铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池的甲装置示意图（见右图），并作相应标注。要求:在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是，其原因是 。（2）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（1）的材料中应选作阳极。答案（1） 电极逐渐溶解甲甲可以避免Zn与Cu2+的接触，提高电池效率，提供稳定电流。而乙中的活泼金属还可以与C

5、uSO4溶液发生置换反应，部分能量转化为热能（2）Zn解析带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池（或铁铜原电池、锌铁原电池），由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属性较强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶液（或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液）;金属活动性:ZnFeCu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后，负极金属逐渐溶解;甲、乙两种原电池都能将化学能转化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌（或铁）和硫酸铜没有直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，

6、几乎全部转化为电能;而原电池乙中的负极金属锌（或铁）和硫酸铜直接接触发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不能全部转化为电能。 控制适合的条件，将反应2Fe3+2I-2Fe2+I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是 （）A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C. 电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D. 电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3+得电子变成Fe2+被还原，I-失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确;电流表读数为零时Fe3+得电子速率等于Fe2+失

7、电子速率，反应达到平衡状态;D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2向左移动，I2被还原为I-，乙中石墨为正极，D不正确。三、 比较金属的活泼性大小 有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验:A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极;C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D导线C;A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡;B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应;用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 （）A. ABCDEB. AEC. CAE D. B答案B解析金属与稀硫酸溶液

8、组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H+在正极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极正极，电流方向则由正极负极。在题述原电池中，AB，CD，AC，DB，BE。综上可知，金属活动性: 有A、B、C、D四种金属，做如下实验:将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀;将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，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。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 （）DB. CBC. DC D. AC解析A与B用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，B不易腐蚀，说明B为原电池的正

9、极，金属活动性:B;A、D与等物质的量浓度的盐酸反应，D比A反应剧烈，金属活动性:A;根据置换反应规律，Cu不能置换出B，说明金属活动性:Cu;Cu能置换出C，说明金属活动性:CuC。则四种金属活动性的排列顺序是D 原电池正、负极的判断方法（1）由组成原电池两极的电极材料判断:如果两极是由活泼性不同的金属作电极时，一般情况下相对活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属是正极（要注意特殊条件，如Mg-Al-NaOH，Al才是负极;Al-Cu-浓硝酸，Cu才是负极）;如果是由金属和非金属导体（或金属氧化物导体）作电极，金属是负极，非金属导体（或金属氧化物导体）是正极。（2）根据氧化还原反应判定:发生氧化

10、反应（或在该电极处失电子）的电极为负极;发生还原反应（或在该电极处得电子）的电极为正极。（3）根据电子或电流的流向判定:电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。（4）根据原电池里电解质溶液中离子的流动方向判断:阳离子移向的电极为正极，阴离子移向的电极为负极。（5）根据原电池的两极发生的现象判断:溶解或质量减轻的电极为负极，有气体或金属析出的电极为正极（此规则具有相当的局限性，它只适用于一些非常常规的原电池的电极判定，如Al-Cu-稀硫酸）。【小结】常见的化学电源1. 一次电池干电池（1）NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液负极:正极:2N+2e-2NH3+H2，2MnO2+H2Mn2O

11、3+H2O电池总反应:Zn+2MnO2+2NH4ClZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O（2）碱性锌锰干电池（电解质:KOH）负极（Zn）:Zn+2OH-2e-Zn（OH）2正极（MnO2）:2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn（OH）22. 常见的燃料电池（1）燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类。（2）一般的燃料电池大多是可燃性物质（主要是可燃性气体或蒸气）与氧气及电解质溶液共同组成的原电池，虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应，但其总反应式应该是可燃物在氧气中燃烧。以

12、氢氧燃料电池为例:氢氧燃料电池电池总反应式:2H2+O22H2O酸性负极反应式 正极反应式碱性乙醇-氧气燃料电池（正极反应式与氢氧燃料电池正极反应式相同，下面只需写出负极反应式即可） （碱性介质） （酸性介质）3. 二次电池（可充电电池）铅蓄电池（负极:;电解质:H2SO4溶液）的充放电过程: Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq） 2PbSO4（s）+2H2O（l）放电过程 （反应）总反应: 充电过程（是放电反应的逆过程）阴极:（接电源的极，反应）阳极:微课2有机物燃料电池的电极反应式的书写方法以乙醇（碱性）燃料电池为例:（1）首先写出C2H5OH的燃烧化学方程式，以确定转移的电子数。C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O由O2可推出转移的电子数为12e-（2）在负极C2H5OH为失电子的还原性物质，故负极电极反应书写的步骤如下:（3）正极反应:在碱性条件下，O2为正极反应的得电子物质，故正极电极反应书写的步骤如下:【巩固训练】1. 甲烷燃料电池（铂为两极，正极通入O2和CO2，负极通入甲烷）（1）酸性电解质（电解液为H2SO4溶液）;总反应方程式:。（2）碱性电解质（电解液为KOH溶液）2. 甲醇燃料电池（2