内容正文:
第十单元 化学反应与电能
第1讲
原电池化学电源
复习目标
FUXIMUBIAO
1.理解原电池的构成、工作原理及应用,能正确判断原电池的两极,能书写电极反应式和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理;了解燃料电池的应用。3.体会研制新型电池的重要性,能够书写新型化学电源的电极反应式。
考点一
原电池的工作原理及应用
液或熔融电解质
化学能
电能
氧化还原
活泼性
直接或间接接触
电解质溶
锌
铜
Zn-2e-===Zn2+
Cu2++2e-===Cu
氧化
还原
锌
铜
负极
正极
铜
锌
K+
Cl-
Zn+Cu2+===Zn2++Cu
负极
正极
自发
加快
加快
实例:根据Cu+2Ag+===Cu2++2Ag设计电池:
(4)用于金属的防护(后文细讲)
误点查正,请指出下列各说法的错因。
(1)原电池工作时,电子从负极流出经导线流入正极,然后通过溶液流回负极。
错因:电子不能通过电解质溶液。
(2)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动。
错因:原电池中,阳离子移向正极。
错因
(3)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极,较活泼的金属一定作负极。
错因:较活泼的金属不一定作负极,如:MgNaOHAl形成的原电池,铝作负极。
(4)铁与盐酸反应时加入少量CuSO4溶液,产生H2的速率不变。
错因:加入少量CuSO4后,Fe与Cu2+反应生成Cu,可以形成原电池,反应速率加快。
错因:自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
错因
1.只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
2.活泼性强的金属不一定作负极,对于某些原电池,如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池,Al作负极,Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,但负极一定发生氧化反应。
3.电子不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水,离子不上岸)。
4.负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。
5.盐桥的组成和作用
(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。
(2)盐桥的作用:①连接内电路,形成闭合回路;②平衡电荷,使原电池不断产生电流;③可以提高能量转化效率。
角度一 原电池的概念及构成条件
1.在如图所示的8个装置中,属于原电池的是( )
A.①④ B.③④⑤
C.④⑧ D.②④⑥⑦
答案
2.如图所示进行实验,下列说法不正确的是( )
A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转
D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e-===Zn2+
答案
角度二 原电池的工作原理
3. 如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )
A.铜片表面有气泡生成
B.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C.如果将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流动
D.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变
答案
4.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(如图)。下列有关该原电池的叙述中正确的是( )
①在外电路中,电子由铜电极流向银电极
②正极反应: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.①② B.①②④
C.②③ D.①③④
答案
原电池工作原理模型图
注意:①若有盐桥,盐桥中的阴离子移向负极区,阳离子移向正极区。
②若有离子交换膜,离子可选择性通过离子交换膜,如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极。
角度三 原电池的应用
5.有A、B、C、D、E五种金属,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,A极为负极 ②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,电流由D→导线→C ③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4中,C极产生大量气泡 ④B、D相连后,同时浸入稀H2SO4中,D极发生氧化反应 ⑤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.A>B>C>D>E
B.A>C>D>B>E
C.C>A>B>D>E
D.B>D>C>A>E
答案
6.等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4中,同时向a中放入少量的CuSO4溶液,如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是( )
答案
考点二
化学电源
1.一次电池
Zn
Ag2O
KOH
Zn
Pb
PbO2
2H2-4e-===4H+
2H2-4e-+4O