高三第一輪化學(xué)復(fù)習(xí)必修2選修4原電池化學(xué)電源

1、第2講原電池化學(xué)電源【2013考綱要求】1、了解原電池的工作原理；能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2、了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。原電池1 .概念把.能轉(zhuǎn)化為能的裝置。2 .工作原理以鋅銅原電池為例電極名稱電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型電子流向負(fù)極正極由Zn沿導(dǎo)線流向Cu鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K+移向正極，Cl-移向負(fù)極3 .原電池構(gòu)成條件(1兩個 的電極。(2將電極插入 中(3用導(dǎo)線連接電極構(gòu)成(4能自發(fā)進(jìn)行的4 .正、負(fù)極判斷1 .有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是(A. CaO+H2O=Ca(OH 2,可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.某

2、原電池反應(yīng)為Cu + 2AgNO3=Cu(NO 32 + 2Ag ,裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的 KCl飽和溶液C，原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成D.理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池2 .分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(稀 H30dhUlOH 溶瓶ffiEHNOt4 A.中Mg作負(fù)極，中Fe作負(fù)極B.中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O + 6e =6OH +3H2TC.中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe- 2e =FeD.中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H +2e =H 2 T.反思?xì)w納(1電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動，與導(dǎo)線中電子的定向移動

3、共同組成了一個完整的閉合回路。(2無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。(3原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)。(4原電池電極的“正”極與“負(fù)”極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。二化學(xué)電源1 .堿性鋅鎰干電池一次電池總反應(yīng)式：Zn + 2MnO2 + 2H2O=2MnO(OH +Zn(OH2。正極反應(yīng)：2MnO2+2H2O + 2e=2MnO(OH +2OH-;負(fù)極反應(yīng)：。2 .鋅銀電池一次電池負(fù)極反應(yīng)：Zn+20H2e=ZnO + H2O；正極反應(yīng):Ag 20 + H20+ 2e =2Ag + 20H ;總反應(yīng)式：。3 .二次電池(可充電電池鉛蓄電池是

4、最常見的二次電池，負(fù)極材料是 ,正極材料是 。(1放電時的反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)： 正極反應(yīng):總反應(yīng)：Pb+ PbO2 + 2H 2SO4=2PbSO4 + 2H2O(2充電時的反應(yīng)陰極反應(yīng)：陽極反應(yīng)：總反應(yīng)：2PbSO4+ 2H2O=Pb+ PbO2+ 2H2SO4(3可充電電池原理示意圖外接電源負(fù)極 還原反應(yīng).用概寸一貪電氣化反腐：、陽攝一TT川兗電放電 電他,-正fib里比反混還此反也外博電源正極4.燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式2H2 - 4e -2H2 + 4OH -=4H + 4e=4H O正極反應(yīng)式O2 + 2H2O +4e =4OH 電

5、池總反應(yīng)式2H2=2H2O力深度思考3.鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正負(fù)極極板是惰性材料，請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原：(1電解液中H2SO4的濃度將變;當(dāng)外電路通過1 mol電子時，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加 go(2在完全放電耗盡 PbO2和Pb時，若按右圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成, B電極上生成,此時鉛蓄電池的正負(fù)極 的極性將。4. (1氫氧燃料電池以 KOH溶液作電解質(zhì)溶液時，工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的濃度將 ,溶液的pH。(填變小”、揩大”或不變”(2氫氧燃料電池以 H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時，工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的濃度將 ,溶液的pH。(填變小”、

6、揩大”或不變”三原電池原理的應(yīng)用1 .加快氧化還原反應(yīng)的速率一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。2 .比較金屬活動性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。3 .用于金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。例如，要保護(hù)一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。n深度思考5.有A、B、C、D四塊金屬片，進(jìn)行如下實驗： A、B用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極；C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀 H2SO

7、4溶液中，電流由 A 導(dǎo)線一 C ;A、C相連后，同時浸入稀 H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；B、D相連后，同時 浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此，判斷四種金屬的活動性順序是(A . A>B>C>D B . A>C>D>B.一 4、一一a中加少量CuSO溶披，下C. C>A>B>D D . B>D>C>A6.將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時向圖中產(chǎn)生H2的體積V(L與時間t(min的關(guān)系，其中正確的是(原電池電極反應(yīng)式的書寫程序1 .加減法”書寫電極反應(yīng)式(1先確定原電池的正負(fù)極，列出正

8、負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。(2注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解2 質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O ,且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應(yīng)式中，且 O2生成OH 一,若電解質(zhì)溶液為酸性，則 H +2必須寫入正極反應(yīng)式中，O2生成水。(3正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式，可先寫出較 易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的 電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。規(guī)律方法鹽橋原電池的專題突破1 .鹽橋的組成和作用3(1鹽橋中裝

9、有飽和的 KCl、KNO 等溶椒和瓊脂制成的膠凍。(2鹽橋的作用：連接內(nèi)電路，形成閉合回路；平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。2 .單池原電池和鹽橋原電池的對比破除期滯灌 圖I圖1和圖2兩裝置的相同點：正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。負(fù)極：Zn-2e =Zn2 +正極：Cu2 + 2e =Cu總反應(yīng)：Zn+Cu2 + =Cu +Zn2 +不同點：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸 Cu2+,會有一部分 Zn與Cu2+直接反應(yīng), 該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會升圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個池子中， Zn與Cu2 +不直接接觸，不存在 Zn與Cu

10、2+直接 反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。關(guān)鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag (aq+Cu(s=Cu2(aq+2Ag(s設(shè)計的原電池如圖所示，其中鹽橋內(nèi)裝瓊脂-飽和kno3溶液。CuSU*溶油請回答下列問題:(1電極X的材料是 ;電解質(zhì)溶液Y是(2銀電極為電池的 極，寫出兩電極的電極反應(yīng)式:銀電極：X電極：（3外電路中的電子是從 電極流向 電極。（4鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是 （填序號。A. K+ B. NO C. Ag+ D. SO（5其中CuSO溶液能否被H2SQ（稀溶液代替 。Ag電極能否被石墨代替

11、課時規(guī)范訓(xùn)練（ 教材習(xí)題回扣）1 .（必修2P454下列各組材料中，不能組成原電池的是（兩極材料Zn片、石墨Cu片、Ag片Zn片、Cu片F(xiàn)e片、Cu片插入溶液H 2 so4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀鹽酸2 .（必修2P45 5氫氧燃料電池已用于航天飛機。以 30% KOH溶液為電解質(zhì)溶液的這種電池在 使用時的電極反應(yīng)如下：2H2+4OH 4e =4H 2OO2 + 2H2O+ 4e =4OH據(jù)此作出判斷，下列說法中錯誤的是（A. H2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)B.供電時的總反應(yīng)為 2H2+O2=2H 2。C.產(chǎn)物為無污染的水，屬于環(huán)境友好電池D.燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%3.（選彳4P78-1

12、堿性鋅鎰電池獲得了廣泛的應(yīng)用，根據(jù)電池的電極反應(yīng)，下列判斷正確的是（2、，A. Zn為負(fù)極，MnO 為正極.2、，B. Zn為正極，MnO為負(fù)極C.工作時電子由 MnO2經(jīng)外電路流向Zn極 2,D. Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，MnO電極發(fā)生氧化反應(yīng) 4.(選彳4P782鉛蓄電池充電時，PbSO4 (A.在陽極生成B.在陰極生成C.在兩個電極上生成D.在兩個電極上除去5.(選彳4P78 3鎘饃可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充、放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd+2NiO(OH + 2H2OCd(OH 2 +2Ni(OH 2由此可知，該電池放電時的負(fù)極是(A. Cd(OH2 B. Ni(OH2C. Cd

13、 D. NiO(OH能力提升訓(xùn)練高考題組一原電池正負(fù)極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫1.(2011北京理綜,8結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是3%N*C1溶液tl三三三”魔化的3喝溶液IA.I和n中正極均被保護(hù)B.I和n中負(fù)極反應(yīng)均是Fe 2e =Fe2C.I和n中正極反應(yīng)均是O2 + 2HO+ 4e =4OHD.I和n中分別加入少量K3Fe(CN6溶液，均有藍(lán)色沉淀2.根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是(A.燒杯a中的溶液pH降低B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H + + 2e =H2D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl 2e =Cl 23 .化010課標(biāo)全國卷，12根據(jù)下圖，可判斷出下列離子

14、方程式中錯誤的是(A. 2Ag(s + Cd2(aq=2Ag (aq+Cd(s2+2+B. Co(aq+Cd(s=Co(s + Cd(aqC. 2Ag (aq +Cd(s=2Ag(s + Cd2 (aqD.2Ag (aq+Co(s=2Ag(s + Co (aq高考題組二原電池原理的應(yīng)用(一設(shè)計原電池4 .化009福建理綜，11控制適合的條件，將反應(yīng) 2Fe3+ + 2I- 2Fe2 +I2設(shè)計成如下圖所示的 原電池。下列判斷不正確的是(A.反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原C.電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入

15、 FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極(二蓄電池5. (2011課標(biāo)全國卷，11鐵饃蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為 3H2O=Fe(OH2 + 2Ni(OH2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是(A.電池的電解液為堿性溶液，正極為 Ni2O3、負(fù)極為FeFe+ Ni2O3 +B.電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe+ 2OH-2e-=Fe(OH2C.電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D,電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(OH2+2OH 2e=Ni2O3 +3H2O(三燃料電池6. (2010安徽理綜，11某固體酸燃料電池以 CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞 H+,其基本結(jié)構(gòu)見下 圖，電池總反應(yīng)可表示為：2

16、H2 + O2=2H2O ,下列有關(guān)說法正確的是(A.電子通過外電路從b極流向a極B. b極上的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O + 4e=4OH C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2D. H +由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極7 . (2009廣東，14可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以 NaCl溶液或NaOH溶液為電 解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是(A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng)都為02+2H2O + 4e-=4OH -J8 .以NaOH溶液為電解液時，負(fù)極反應(yīng)為A1 + 3OH- 3e=Al(OH3C.以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D.電池工作時，電子通過外電路從正極流向負(fù)極(四新型電池8. (2011福建理綜，11研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電 池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以 LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下 列說法不正確的是 (A.水既是氧化劑又是溶劑B.放電時正極上有氫氣生成一C,放電時O