理化生高考化學(xué)選修專項(xiàng)復(fù)習(xí)講義

1、理化生高考化學(xué)選修專項(xiàng)復(fù)習(xí)講義一、原電池氧化還原1.原電池原理(以鋅銅原電池為例)(1)原電池是利用_反應(yīng)原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電(如圖 411 所示)。圖 411(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有鹽橋時電流表指針_；回到零點(diǎn)鋅片_；銅片上有紅色物質(zhì)沉積；逐漸溶解取出鹽橋后，電流表指針_。(3)鋅半電池：鋅原子_，被氧化，鋅為負(fù)極，即電子流出極，電極反應(yīng)式為_。為正極，即電子流入極，電極反應(yīng)式為_。偏轉(zhuǎn)失去電子得到電子還原2.原電池形成的條件負(fù)極正極(1)兩個活潑性不同的電極：相對活潑的金屬作_，較不活潑的金屬或非金屬作_。(2)_溶液。電解質(zhì)閉合氧化還原(3)形成_回路。(4)能自發(fā)地發(fā)生_反應(yīng)。二、電極反應(yīng)的

2、書寫原電池反應(yīng)所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此書寫電極反應(yīng)。負(fù)極：失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。正極：得到電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng)?？偡磻?yīng)：兩個半電池的電極反應(yīng)相加得出原電池的總反應(yīng)，但要注意得失電子守恒。原電池的工作原理1.原電池工作原理是把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開進(jìn)行，還原劑在負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子通過導(dǎo)線流向正極，氧化劑在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。2.原電池工作原理分析(鋅銅電池)(1)當(dāng)有鹽橋存在時，在 ZnSO4 溶液中，鋅片逐漸溶解，即 Zn 被氧化，鋅原子失去電子，形成 Zn2進(jìn)入溶液；從鋅片上釋放出的電子，經(jīng)過導(dǎo)線流向銅片，

3、CuSO4 溶液中的 Cu2在銅片上得到電子，還原成金屬銅并沉積在銅片上。隨著反應(yīng)使 ZnSO4 溶液和 CuSO4 溶液均保持電中性，氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，從而使原電池不斷地產(chǎn)生電流(如 412 所示)。圖 4123.鹽橋的作用常見的鹽橋：含瓊膠的 KCl 飽和溶液。(1)使原電池裝置形成閉合回路，代替兩溶液直接接觸，使之產(chǎn)生穩(wěn)定的電流。(2)平衡兩個半電池的電荷，使電解質(zhì)溶液呈電中性。原電池原理的應(yīng)用1.比較金屬活動性強(qiáng)弱(1)在原電池中，活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。(2)電子由負(fù)極流向正極，由活潑金屬流向不活潑金屬，而電流方向是由正極流向負(fù)極，二者是

4、相反的。2.原電池對反應(yīng)速率的影響形成原電池時反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快，如粗鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生 H2 的速率快，因?yàn)殇\、雜質(zhì)金屬與稀硫酸形成了原電池。在鋅與稀硫酸反應(yīng)時，向稀硫酸中加入少量CuSO4，也同樣會加快產(chǎn)生 H2 的速率，因?yàn)殇\、銅(銅單質(zhì)是鋅與 Cu2反應(yīng)生成的)與稀硫酸形成了原電池。3.根據(jù)原電池原理，把各種氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池。氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的兩個電極和電解質(zhì)溶液。1.電極材料的選擇(1)在原電池中選擇還原性強(qiáng)的物質(zhì)作負(fù)極，氧化性強(qiáng)的物質(zhì)作正極，電極材料的選擇的原則是必須能導(dǎo)電。(2)

5、幾種常見的電極活潑性不同的兩種金屬，如銅鋅原電池中的銅、鋅兩種金屬；金屬與非金屬，如鋅錳干電池中的鋅和石墨；金屬和化合物，如鉛蓄電池中金屬 Pb 和氧化鉛；惰性電極，如氫氧燃料電池中的鉑電極。2.電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)(如空氣中的氧氣)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。設(shè)計思路實(shí)例以自發(fā)的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)把氧化還原反應(yīng)分解為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，從而確定電極反應(yīng)3.設(shè)計思路：原電池的設(shè)計一定要滿足形成原

6、電池的條件。其設(shè)計的具體步驟如下表所示：設(shè)計思路實(shí)例以兩極反應(yīng)為原理，確定電極材料及電解質(zhì)溶液負(fù)極材料：Cu正極材料：石墨或比 Cu 不活潑的其他金屬(汞除外)電解質(zhì)溶液：FeCl3 溶液畫出示意圖續(xù)表原電池的基本理論【例 1】(2010 年廣東理綜，雙選)銅鋅原電池(如圖41 3)工作時，下列敘述正確的是()。圖 413名師點(diǎn)撥：原電池工作時，負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子經(jīng)外電路由負(fù)極流向正極；正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。由內(nèi)電路離子的定向移動，鹽橋中陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。答案：BC1.(2011 年廣東中山檢測)下列各裝置能組成原電池的是()。解析：A 中兩個電極都是 Zn，

7、活潑性相同，無法形成原電池；B 中滿足原電池的形成條件，可形成原電池；C 中酒精是非電解質(zhì)，在水溶液中不存在自由移動的離子，也不能形成原電池；D 中沒有形成閉合回路，也不能形成原電池。答案：B電極判斷、電極反應(yīng)及總反應(yīng)式的書寫【例 2】已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子儀表上的銀鋅電池是在殼內(nèi)一端充入 Ag2O 和活性石墨組成的材料，在另一端填充 ZnHg 合金組成的活性材料，電解質(zhì)溶液為濃 KOH 溶液，它的電(1)原電池的負(fù)極材料是_。(2)寫出兩極的電極反應(yīng)：_。2.(1)Cu、Fe 作兩電極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：Cu作_極，F(xiàn)e作_極，電極反應(yīng)式：負(fù)極_，正極_，電池反應(yīng)為：_。(2)如將稀

8、硫酸改為濃硝酸：Cu作_極，F(xiàn)e作_極，電極反應(yīng)式：負(fù)極_，正極_，電池反應(yīng)為_。解析：(2)在濃硝酸中，F(xiàn)e 發(fā)生鈍化，而 Cu 可溶于濃硝酸，此時 Cu 比 Fe 容易失去電子，因此 Cu 為負(fù)極。金屬活動性強(qiáng)弱考查【例 3】X、Y、Z、W 4 塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中組成原電池。X、Y 相連時，X 為負(fù)極；Z、W 相連時，電流方向 WZ；X、Z 相連時，Z 極上產(chǎn)生大量氣泡；W、Y 相連時，W 極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷 4 種金屬的活動性順序是()。A.XZWYB.ZXYWC.XYZWD.YWZX名師點(diǎn)撥：在原電池中，活潑金屬作原電池的負(fù)極，不活潑的金屬作原電池的正極。電子由

9、負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，與電流的方向相反。因此，X、Y 相連時 X 為負(fù)極，則活潑性：XY；Z、W 相連時電流方向是 WZ，則活潑性：ZW；X、Z 相連時 Z 極上產(chǎn)生大量氣泡，X 為負(fù)極，則活潑性：XZ；W、 Y 相連時，W 極發(fā)生氧化反應(yīng)，Y 為正極，則活潑性：WY。綜上所述，可以得出金屬的活動性順序是 XZWY。答案：A3.把 A、B、C、D 四塊金屬泡在稀 H2SO4 中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。若 A、B 相連時，A 為負(fù)極；C、D 相連，D 上有氣泡逸出；A、C 相連時 A 極減輕；B、D 相連，電流方向 BD。則四種金屬的活潑性順序由大到小排列為()。CBCDCDBCBDDCA有關(guān)原電池的簡單計算【例 4】把鋅片、銅片連接后浸入硫酸溶液中，構(gòu)成了銅鋅原電池，工作一段時間后，鋅片的質(zhì)量減少了 3.25 g，銅片表 面 析 出 氫 氣 _L( 標(biāo) 準(zhǔn) 狀 況 ) ， 導(dǎo) 線 中 通 過_mol 電子。2 mol65 g3.25 g22.4 LVx電子守恒法是較常用的一種解計算題的方法，其依據(jù)是氧化劑與還原劑得失電子數(shù)目相等