原電池原理的常見題型及解法

1、原電池原理的常見題型及解法(2012.4) 有關(guān)原電池的知識是考試大綱要求理解并掌握的重要知識，是高中“電化學(xué)”知識的重要組成部分，也是化學(xué)和物理兩個學(xué)科知識和能力的交叉點(diǎn)?，F(xiàn)為同學(xué)們總結(jié)幾種常見的應(yīng)用原電池原理的題型及解法，希望對同學(xué)們解決原電池問題會有所幫助。題型一、判斷所給裝置是否原電池解決這類題型必須清楚構(gòu)成原電池的條件：（1） 有兩種活動性不同的金屬作電極（或一種惰性電極，如石墨電極、鉑電極。）,例 如:Zn-Cu，Cu-Ag，Zn-石墨，Cu-Pt均可以是組成原電池的兩個極的材料； （2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中； （3）兩極相連與電解質(zhì)溶液共同構(gòu)成閉合回路。 要構(gòu)成一個原電池，

2、必須滿足這樣的三個條件，缺一不可，缺少其中的任意一個條 件均不能構(gòu)成原電池。裝置判斷 裝置判斷 在判斷一個裝置是否原電池時，應(yīng)該注意這樣三點(diǎn)：（1） 不要計較電極的形狀和大?。唬?）不要計較閉合電路的形成方式，可以有導(dǎo)線，也可以不用導(dǎo)線，只要讓兩個電極 互相連通就行；（3）也不必考慮電解質(zhì)的成份，可以是一種溶質(zhì)，也可以是多種溶質(zhì)的電解質(zhì)溶液； 可以是強(qiáng)電解質(zhì)溶液，也可以是弱電解質(zhì)溶液。只要符合前面所說的構(gòu)成原電池 的三個條件，就能構(gòu)成原電池。 題型二、電極反應(yīng)式的書寫：裝置電極反應(yīng)負(fù)極正極一般說來，簡單的原電池負(fù)極的電極反應(yīng)一般是負(fù)極金屬本身失電子變成金屬陽離子：R-ne=Rn+，比較容易寫出

3、；正極上的反應(yīng)相對復(fù)雜一些，需要我們判斷出溶液中的哪種微粒在正極板上得電子，這取決于溶液中各種微粒得電子能力的相對大小，這是正確寫出正極上電極反應(yīng)式的關(guān)鍵。常見的有這樣三種情況，（1）酸性溶液中，H+得電子，發(fā)生析出氫氣的反應(yīng)，可以看作金屬的析氫腐蝕；（2）在弱酸性、中性溶液中，通常溶液中的O2得電子，可以看作是負(fù)極發(fā)生吸氧反應(yīng)；（3）當(dāng)溶液中有金屬活動順序表中H后面的金屬陽離子時，通常該金屬陽離子得電子，例如：Cu2+、Fe3+、Ag+等。這是一些簡單原電池的電極反應(yīng)式的書寫。但是對于一些實用電池的電極反應(yīng)式的書寫，則要認(rèn)真思考。請看下面這個例子：例題：鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是P

4、b和PbO2，電解質(zhì)溶液為稀硫酸。工作時，電池的總反應(yīng)為PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，其中PbSO4不溶于水也不溶于稀硫酸。根據(jù)上述情況判斷(1)蓄電池的負(fù)極是_，其電極反應(yīng)式為_。(2)蓄電池的正極是_，其電極反應(yīng)式為_。(3)蓄電池工作時，其中電解質(zhì)溶液的pH_（填“增大”、“減小”或“不變”） 書寫實用電池的電極反應(yīng)式時，要注意三個問題：（1）兩極得失電子數(shù)要相等；（2）電極反應(yīng)不單純是電極自身的反應(yīng)，而是這個電極及其周圍的區(qū)域發(fā)生的反應(yīng)，也就是說一定要考慮電解質(zhì)溶液對電極反應(yīng)的影響；（3）當(dāng)已知電池的總反應(yīng)時，如果能夠判斷出某一極的電極反應(yīng)，則可以利用兩極反應(yīng)之

5、和等于電池的總反應(yīng)這一重要關(guān)系，推斷并寫出另一電極上的反應(yīng)式。題型三、推斷反應(yīng)現(xiàn)象例題：如下圖所示,將一個鐵片和石墨片用導(dǎo)線連接后,放在一張濾紙上并壓緊,使三者充分接觸, 并不斷向濾紙上滴加飽和食鹽水和酚酞的混合液,一段時間后。 (1)先變紅的區(qū)域在 附近,該電極是 極(2)寫出兩極上的電極反應(yīng)式 。 解決這類問題時注意：若要分析原電池在工作過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，必須先分析原電池的兩極、以及電解質(zhì)溶液中所發(fā)生的反應(yīng)，由反應(yīng)結(jié)果去推斷反應(yīng)的現(xiàn)象。題型四、影響化學(xué)反應(yīng)的速率 例題：為了探究金屬腐蝕的條件和快慢，某課外學(xué)習(xí)小組用不同金屬絲將三根大小相同的普通鐵釘分別固定在下圖所示的三個裝置內(nèi)，并將這些裝

6、置在相同的環(huán)境中放置一段時間，鐵釘腐蝕最嚴(yán)重的是 （填a、b或c），鐵釘幾乎未被腐蝕的是 （填a、b或c）。 題型五、按要求設(shè)計原電池：例題：某原電池的總反應(yīng)方程式是：Zn+Cu2+ =Zn 2+Cu該原電池組成是（ ）電解質(zhì)溶液正極負(fù)極ACuCl2溶液ZnMgBCuCl2溶液CuZnCZnCl2溶液ZnCuDZnCl2溶液CuZn題型六、比較金屬的活動性順序。解決這類題型的方法是：利用原電池兩極上的現(xiàn)象、兩極上的反應(yīng)、電子或電流的流向判斷出原電池的正負(fù)極，再根據(jù)負(fù)極活動性大于正極的活動性，來比較金屬的活動性。例題：下圖是實驗室用氫氣還原氧化銅實驗的簡易裝置。其中的銅質(zhì)燃燒匙可以在試管M中上下

7、移動，實驗時,先將細(xì)銅絲一端被彎成螺旋狀，先在空氣中加熱變黑后再迅速伸入球型干燥管中。 （1）銅質(zhì)燃燒匙的作用有 。（2）實驗過程中，在試管M中可觀察到的現(xiàn)象是 。 例題：燃料電池是目前正在探索的一種新型電池，它可以在燃燒過程中把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，能量的轉(zhuǎn)化率明顯高于其它類型的電池。目前已經(jīng)使用的氫氧燃料電池用多孔鉑板做電極，用KOH溶液做電解質(zhì)溶液，總反應(yīng)是2H2+O2=2H2O，寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式 。 排列溶液中微粒濃度的大小順序?qū)ｎ} 有關(guān)溶液中離子濃度大小的判斷與比較，是高考的熱點(diǎn)之一，運(yùn)用好各種平衡知識解題，可使此類問題順利得以解決。1、溶解平衡【例1】若把足量的AgCl分別投入

8、10mL蒸餾水10mL 0.1molL1 NaCl溶液10mL 0.1molL1AlCl3溶液10mL 0.1molL1CaCl2溶液中，攪拌后在相同溫度下Ag+濃度由大到小的順序為 。2、電離平衡【例2】下列溶液中，c（OH-）最小的是 （ ）A向0.1molL1的NaOH溶液中加入同體積的蒸餾水B向0.1molL1的氨水中加入同體積的蒸餾水C向0.2molL1的NaOH溶液中加入同體積的0.1molL1鹽酸D向0.2molL1的氨水中加入同體積的加入同體積的0.1molL1鹽酸3.水解平衡【例3】5 mL0.2 molL1KOH溶液與10 mL0.1molL1的醋酸混合，在所得溶液中（ ）

9、Ac（K）c(CH3COO) c(H+)c(OH) Bc（K）c(CH3COO) c(OH) c(H+) Cc（K）c(CH3COO) c(OH) =c(H+) Dc（K）=c(CH3COO) c(OH) c(H+)4.共軛平衡【例4】將PH=3鹽酸溶液和PH=11的氨水等體積混合后，溶液顯堿性，溶液中離子濃度關(guān)系正確的是（ ）Ac（NH4+） c（Cl） c（H+） c（OH）Bc（NH4+） c（Cl） c（OH） c（H+）Cc（Cl） c（NH4+） c（H+） c（OH）Dc（Cl） c（NH4+） c（OH c（H+）5電荷平衡【例5】常溫下，將甲酸和氫氧化鈉溶液混合，所得溶液pH

10、=7，則此溶液中（ ）Ac（HCOO-）c（Na+）Bc（HCOO-） c（HCO3） c（H +） c（OH-） Bc（Na+）c（H +） = c（HCO3） c（OH-）2c（CO32）Cc（Na+）= c（HCO3） c（OH-） c（H +）Dc（Na+） = c（HCO3）c（CO32） c（H2CO3）1在相同溫度下等體積、等物質(zhì)的量濃度的4種稀溶液：Na2SO4，H2SO3，NaHSO3，Na2S中所含帶電微粒數(shù)由多到少的順序是 （ ）A= B= C D2下列說法正確的是（ ）A常溫下醋酸分子不可能存在于pH7的堿性溶液中B常溫下向氯化銨溶液中加入少量氨水使溶液的pH=7，則混

11、合溶液中c(NH4 +)=c(Cl)C0.1molL1的氯化銨溶液與0.05molL1的氫氧化鈉溶液等體積混合溶液中離子濃度c(Cl)c(NH4+)c(Na+)c(OH)D0.1molL1硫化鈉溶液中離子濃度關(guān)系c(Na+)=c(S2)+c(HS)+c(H2S)3將0.02 molL的HCl溶液與0.04 mol/L 的NaHS溶液等體積混合后，溶液顯酸性，則下列關(guān)系式中正確的是 （鹽和酸混和液） （ ） Ac(Na)c(Cl) Bc(H2S)+c(HS)+c(S)=0.0mol/L Cc(H)=c(Cl) Dc(HS- )c(NH4+)c(H+)c(OH-) D混合溶液中離子濃度一定滿足：

12、c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)5常溫時0、1molL-1HA溶液的pH1，0、1molL-1BOH溶液中c（OH）：c（H+）=1012，將兩溶液等體積混合，以下判斷正確的是 （ ）A、c（H+）c（OH）c（A）c（B+） B、c（OH）c（H+）c（B+）c（A）C、c（H+）+ c（B+）= c（A）+c（OH） D、c（A）= c（B+）c（H+）=c（OH）6下列離子濃度大小的比較正確的是（ ）A0.1molL1NaHCO3溶液中：c（CO）c（OH）B0.1molL1NH4Cl溶液中：c（Cl）c（NH）c（OH）c（H+）C0.1molL1CH3COONa

13、溶液中：c（CH3COO）（Na+）c（OH）c（H+）D0.1molL1HCl與0.01molL1氨水等體積混合，充分反應(yīng)后，所得的溶液中：c（Cl） c（H+）c（NH）c（OH）8常溫時0.1molL1HA溶液的pH1，0.1molL1BOH溶液中c(OH-)：c(H+)=1012，將兩溶液等體積混合，以下判斷正確的是 （ ）Ac(H+) c(OH) c(A) c(B+) Bc(OH) c(H+) c(B+) c(H+)= c(OH)9標(biāo)準(zhǔn)狀況下，向100mL 3mol/L的NaOH溶液中緩緩?fù)ㄈ?.48L CO2氣體，充分反應(yīng)后溶液中離子濃度大小排列順序正確的是（ ）ABCD10用物質(zhì)

14、的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa混合后配成1L溶液，已知溶液中的c(CH3COO-)c(Na+)，下列關(guān)系正確的是 （ ）Ac(H+)c(CH3COO-)Cc(CH3COO-)+c(OH-)=0.1molL-1Dc(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2molL-111常溫下將稀NaOH溶液與稀CH3COOH溶液混合，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是 （ ）A、pH7，且c（OH）c（Na+） c（H+） c（CH3COO） B、pH7，且c（Na+）+ c（H+）=c（OH）+ c（CH3COO）C、pH7，且c（CH3COO） c（H+）c（Na+）c（OH） D、pH=7

15、，且c（CH3COO） c（Na+） c（H+）c（OH） 14下列關(guān)于電解質(zhì)溶液中離子關(guān)系的說法中正確的是 （ ） A0.1molL-1Na2C03溶液中離子濃度關(guān)系：c(Na+)=2c(CO32)+c(HCO3)+c(H2CO3) B0.1molL-1NH4C1和0.1molL-1NH3H20等體積混合后離子濃度關(guān)系： c(Cl)c(NH)c(H+)c(OH) C常溫下，向醋酸鈉溶液中滴加少量醋酸使溶液的pH=7，則混合溶液中： c(Na+)=c(CH3COO) D常溫下，在pH=1的溶液中，F(xiàn)e2+、NO3、C1O、Na+能大量共存15將7g鐵粉加入200 mL 2 molL-1的硝酸溶

16、液中，使之充分反應(yīng)放出NO氣體，所得溶液中主要離子濃度的關(guān)系是 （ ）Ac(NO)c(Fe2+)c(Fe3+)c(H+)Bc(NO)c(Fe3+)c(Fe2+)c(H+)Cc(Fe2+)c(Fe3+)c(NO)c(H+) D2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)c(NO)+c(OH-)16已知乙酸（HA）的酸性比甲酸（HB）弱，在物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中，下列排序正確的是 （ ）Ac(OH)c(HA)c(HB)c(H+)B c(OH-)c(A-)c(B-)c(H+)C c(OH-)c(B-)c(A-)c(H+)D c(OH-)c(HB)c(HA)c(H

17、+)17、已知某溶液中存在OH-、H+、NH、Cl四種離子，某同學(xué)推測該溶液中離子濃度大小順序可能有如下四種關(guān)系：c（Cl）c（NH）c（H+）c（OH） c（Cl）c（NH）c（OH）c（H+）c（NH）c（Cl）c（OH）c（H+） c（Cl） c（H+）c（NH）c（OH）（1） 若溶液中只溶解了一種溶質(zhì)，該溶質(zhì)的名稱是 ，上述離子濃度大小順序關(guān)系中正確的是（選填序號） ；（2）若上述關(guān)系中是正確的，則溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是 ；（3）若該溶液是由體積相等的稀鹽酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，則混合前c（HCl） （填“大于”“小于”“等于”下同） c（NH3H2O），混合前鹽酸中c（H+）

18、和氨 水中c（OH）的關(guān)系c（H+） c（OH）18、5時0.1molL-1的醋酸溶液的pH約為3，當(dāng)向其中加入醋酸鈉晶體，等晶體溶解后發(fā)現(xiàn)溶液的pH增大。對上述現(xiàn)象有兩種不同的解釋：甲同學(xué)認(rèn)為醋酸鈉水解呈堿性，c（OH）增大了，因而溶液的pH增大；同學(xué)認(rèn)為醋酸鈉溶于水電離出大量醋酸根離子，抑制了醋酸的電離，使c（H+）減小，因此溶液的pH增大。（1）上述兩種解釋中 （填“甲”或“乙”）正確（2） 為了驗證上述解釋哪種解釋正確，繼續(xù)做如下實驗：向0.1molL-1的醋酸溶液中加入少量下列物質(zhì)中的 （填寫編號），然后測定溶液的pHA、固體CH3COOK B、固體CH3CONH4 C、氣體NH3

19、D、固體NaHCO3（3）若 （填“甲”或“乙”）的解釋正確，溶液的pH應(yīng) （填“增大”“減小”或“不變”）。（已知25時，CH3COONH4溶液呈中性）（4）常溫下將0.010molCH3COONa和0.004molHCl溶于水，配制成0.5L混合溶液。判斷：溶液中共有 種粒子其中有兩種粒子的物質(zhì)的量之和一定等于0.010mol，它們是 和 溶液中n（CH3COO-）+ n（OH-）- n（H+） = mol補(bǔ)充練習(xí)： 6. 下列說法正確的是A. 垃圾資源化的主要途徑是衛(wèi)生填埋B. 在日常生活中，化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因C. 推廣使用新能源，可以減少二氧化碳等溫室氣體的排放D. 人造

20、纖維、合成纖維和光導(dǎo)纖維都是有機(jī)高分子化合物7. aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-電子層結(jié)構(gòu)相同。關(guān)于A、B、C、D四種元素敘述正確的是A. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：D CB. 一定都是短周期元素C. 單質(zhì)的還原性：B A D. 原子序數(shù)：B A C D8. 下列各項中“操作或現(xiàn)象”能達(dá)到預(yù)期“實驗?zāi)康摹钡氖沁x項實驗?zāi)康牟僮骰颥F(xiàn)象A檢驗碳與濃硫酸反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物將產(chǎn)生的氣體依次通過無水CuSO4、澄清石灰水和品紅溶液B證明蛋白質(zhì)在某些無機(jī)鹽溶液作用下發(fā)生變性向雞蛋清溶液中加入飽和硫酸鈉溶液，有沉淀析出；再把沉淀加入蒸餾水中C檢驗溴乙烷中的溴元素將少量溴乙烷與NaOH溶液混合共熱，充