内容正文:
易错专题06 化学反应与电能
聚焦易错点:
►易错点一 原电池的工作原理
►易错点二 原电池正、负极的判断
►易错点三 原电池电极反应式的书写
►易错点四 原电池原理的应用
►易错点五 原电池装置图的综合分析
►易错点六 化学电源分析
典例精讲
易错点一 原电池的工作原理
【易错辨析】
1.在锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生( )
2.实验室制备H2时,用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳( )
【易错典例】
例1 (2022·江苏盐城·高一期末)如图所示装置中,观察到M棒变粗,N棒变细,由此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是
选项
M
N
P
A
银
锌
硝酸银溶液
B
铜
铁
稀盐酸
C
锌
铜
稀硫酸溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
例2 (2022·江西九江·高一期末)图为原电池装置,有关叙述错误的是
A.锌是负极,其质量不断减小 B.铜极上发生还原反应
C.电子在电解质溶液内部向负极移动 D.将铜电极换成石墨碳棒也能形成原电池
【解题必备】
1.原电池的构成条件——“两极一液一线一反应”
(1)两极——两种活泼性不同的金属(或一种为能导电的非金属)。
(2)一液——电解质溶液。
(3)一线——形成闭合回路。
(4)一反应——能自发进行的氧化还原反应。
2.原电池工作原理:
(1)装置示意图:
(2)工作原理(以铜、锌、稀硫酸原电池为例)
知识要点
实例
电极
构成
负极:还原性相对较强的金属
正极:还原性相对较弱的金属或导电非金属
锌板——负极
铜板——正极
电极
反应
负极:失去电子,氧化反应
正极:得到电子,还原反应
负极:Zn-2e-===Zn2+
正极:2H++2e-===H2
电子流
向、电
流方向
外电路:电子由负极流向正极,电流方向相反;
内电路:阴离子移向负极,阳离子移向正极,电流由负极流向正极
外电路:电子由锌板经导线流向铜板
内电路:SO移向锌板(负极);Zn2+移向铜板(正极)
电极反应式与
总反应式的关系
两个电极反应式相加,即得总反应式
负极:Zn-2e-===Zn2+
正极:2H++2e-===H2
总反应式:Zn+2H+===Zn2++H2
【变式突破】
1.某同学设计了下图所示两个实验装置(图I、图II中除连接的铜棒不同外,其他均相同),有关说法正确的是
A.图I中温度计的示数高于图II的示数
B.图I和图II中温度计的示数相等,且均高于室温
C.图I中锌棒溶解的速率比图II的快
D.图I和图II的气泡均产生于锌棒表面
2.(2022·上海交大附中高一期末)用导线相连的铁片与铜片同时浸泡在溶液中,下列说法正确的是
A.电流从铜片流出,经导线流向铁片
B.电子从铁片流出,经溶液转移到铜片
C.铁片发生氧化反应,因此是阳极
D.溶液中减少,而增多
易错点二 原电池正、负极的判断
【易错辨析】
1.两种活动性不同的金属组成原电池的两极,活泼金属一定作负极( )
【易错典例】
例3 在如图所示的装置中,a的金属活泼性比氢要强,b为碳棒,下列关于此装置的叙述不正确的是( )
A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大
B.a是正极,b是负极
C.导线中有电子流动,电子从a极到b极
D.a极上发生了氧化反应
例4 某化学兴趣小组为了探索电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:
实验编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
指向铝
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向铜
3
A1、石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
NaOH溶液
偏向镁
根据上表中记录的实验现象,下列说法不正确的是
A.实验1中铝电极上发生还原反应
B.实验2中电子从铝片经导线流向铜片
C.实验2和3都是A1做负极,实验1和4都是Al做正极
D.实验3正极的电极反应为2H++2e-=H2↑
【解题必备】
原电池正负极的判断方法:
【点拨】
(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。
(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱也要考虑电解质溶液性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。
【变式突破】
3.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是
A.产生气