第四章 第一节 原电池-【志鸿优化训练】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1 化学反应原理课前预习10分钟（人教版2019）

第四章)化学反应与电能 第一节原电池 第1课时 原电池的工作原理 目 自主学习 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn Cu 1.概念和反应本质 原电池是把 转化为 的装置，其反应本 电极反应 Zn-2e-Zn' Cu++2e-Cu 质是 的氧化还原反应 反应类型 氧化反应 还原反应 2.工作原理 电子流向 以锌铜原电池为例： 由 极沿导线流向极 (外电路) 电流计 阴离子向 极移动，阳离子向 极移动： 离子移向 盐桥含饱和KCI溶液，K移向正极，CI移向 (内电路) CaSO,溶被 负极 铜 Cu 装置I:还原剂Zn与氧化剂Cu+直接接触， ZaS0,溶液 CuSO,溶液 易造成能量损耗，装置效率很低： 装置区别 装置Ⅱ：还原剂在负极区，而氧化剂在正极 区，能避免能量损耗 ·43· 3.构成条件 2.一种镁-海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如 两极为导体，且存在话动性差异，一般活动性较 图所示。下列说法正确的是( 电极 强的金属作负极，活动性较弱的金属或非金属导 体作正极 气体 溶液 两极插人电解质溶液中 扩撒 回路 形成闭合回路或两极直接接触 电极 本质 自发地发生氧化还原反应 含NH,PO,的海水 A.Mg作原电池的正极 牛刀小试 B.放电时，P)向气体扩散电极移动 1.判断 C.反应初始阶段产生的是Mg((OH),后期会产生 (1)利用化学电池可将化学能全部转化为电能。( MgNH PO,沉淀 (2)某原电池反应为Cu十2 AgNO-Cu(NO,):十 D.气体扩散电极发生的电极反应：O+4NH+2HO+ 2Ag,装置中的盐桥中可以装有含KC1饱和溶液的琼胶 4e4NH2·HO 3.把、b,心，d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相 (3)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许 连，可以组成各种原电池。若8、b相连，a为正极：心，d相 阳离子和水分子通过，电池工作一段时间后，乙池溶液的 连，心为负极：a,c相连，c上产生气泡：b,d相连，b质量诚 总质量增加。 小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为() A.a>b>c>d B.b>e>a>d C.b>a>e>d D.ae>b>d Imoi-L-↓ 阳离子 I mol.L-1 ZnSO,(aq)交换膜 CuSO(aq) ·44· 第2课时 化学电源 目 自主学习 Pb+SO-2e-- PbSO+2e PbSO. Pb+SO 1.化学电源的分类 4 负被反应 阴做反应 (1)化学电源按其使用性质常分为如下三类： ①一次电池：又叫干电池，发生氧化还原反应的物质被消 这电 铅电池 →无电 耗到一定程度就 继续使用 正极反应 阳极反成 ②二次电池：又称可充电电池或蓄电池，放电后可以再充 PbO:+4H'+SO+2e Pb50+24l0-2e 电而 使用的电池。 PhS0,+2H,0 Pb0,+4H+S0 ③燃料电池：一种连续地将燃料和氧化剂的 直 4,燃料电池 接转化为 的化学电源。 (1)思维模型 (2)化学电池按其电解质性质可分为中性电池，酸性电 佩气正极一还哪反应电子流人 池、碱性电池 燃料 阴离子丽子 2.一次电池 电池 悠料→负板→（化反风一电子流出 碱性锌猛电池总反应：Z十2MO+2H,O一2M(O(OHD+ (2)氢氧燃料电池（介质不同）的电极反应： Zn(OH).. 种类 酸性 碱性 负极反应：Zn十20H一2e一Zn(OH). 负极 正极反应：Mn)十HO+eMn)(OH)十OH 2Hg-4e一1H 2H:+40H--4e-4H0 反应 3.二次电池 正极 0为+4e+4H==2H:0 0为十2H0十4e=40H 铅酸蓄电池是一种常见的二次电池。 反应 放电 电池 总反应：Pb+Pb0+2HS0, 2PhS0,+2H.0 2日+(0为—2H(0 充电 总反应 备注 撼料电池的电极不参与反应，有很强的候化活性，起导电作用 ·45· 牛刀小试 1.判断 (1)普通锌锰干电池中，发生氧化还原反应的物质大部分 KO 被消耗后，就不能再使用了。 有机电解质1有机电解质2 (2)由AgO和Zn形成的碱性银锌纽扣电池，发生原电 (隔膜允许离子自由通过) 池反应时，Zn作负极。 A.b电极为负极 (3)锌锰干电池工作一段时间后碳捧变细。 B.电池工作时，电子从b电极流向a电极 2.某研究小组借助电解质、铑纳米电极A和氧化酶电极B组 C,电池工作时，K由a电极通过隔膜移向b电极 装电代谢模拟平台如图所示。下列说法正确的是( D.正极的电极反应为O,十4e一一2O 老纳米酶电锐A 氧化酶电极B 4.利用热再生氨电池可实现电解废液的浓缩再生。电池装置 如下图所示，甲、乙两室均预加相同的电解废液，向甲室通 入足量NH后电池开始工作。下列说法正确的是( NH3 O氧 萄糖♂0O ·氢 A.该装置实现电能转变为化学能 CuSO 低温 B,A电极电势高于B电极电势 溶液 热解 甲 C.在佬纳米碍的作用下C,H:O,也可以与氧气反应生 隔膜 成CHO,和HO A.甲室Cu电极为正极 D,只有O能在电极B上发生还原反应 B,一段时间后，乙室电极质量增加 3.K-():电池结构如图，n和b为两个电极，其中a极为单 C.仅正离子可以通过隔膜 质钾片，关于该电池，下列说法正确的是() D,NH扩散到乙室将对电池放电效率无影响 ·46·(H).(s)c(Hg) 平衡常数的乘积K·K.一 大,故.Mn(OH)比乙n(OH)更易于HNO,故C不 c(H.S).c(Hg) 符合题意;d点溶液呈中性:电荷守恒等式为c(N) K.(HgS)10-.8 10,故C错误;用FeS除废水中Hg: c(H)=c(NO.)十c(OH).根据c(H)=c(OH)可 得c(Na)一c(NO).故D不符合题意。 FeS(s)十Hg(aq)一HgS(s)十Fe(aq),平衡常数 4.B 5.B ) 107: 根据同离子效应,含有银离子或者碳酸根离子的落 (Hg)c(Hg).c(S)K(HgS) 10- 液可减少BaCO.沉淀溶解损失,所以B符合题意。 10*,故D正确。 6.C 3.B 4.B 第四章 化学反应与电能 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 【牛刀小试】 第一节 原电池 1.(1)(2)(3) 3 第1课时 原电池的工作原理 【自主学习】 Mn(OH)乙n(OH).的物质类型相似,二者的pX随 1.化学能 电能 自发进行 pH 的变化曲线应是平行线,则曲线ad代表 2.负正负正 【牛刀小试】 1.(1)X(2)×(3) c(HNO.)=c(NO),溶液的pH-3.3.此时 2.D 3.C 第2课时 化学电源 c(HNO.) 【自主学习】 ②反复 ③化学能 1.(1)①不能 知:K [Mn(OH)]K[Zn(OH)],纵坐标值越大表 电能 示阳离子浓度越小,可以判断出b所在曲线表示 【牛刀小试】 1.(1)(2) 一lgc(Zn} )与pH的关系曲线,c所在的曲线表示 (③)X 一lgc(Mn)与pH的关系曲线。由上述分析可知, 2.C3.C K.(HNO.)一10,故A不符合题意;b所在曲线表示 4.B 甲、乙两室均预加相同的CuSO.电解废液,向甲室加 一lgc(Zn)与pH的关系曲线,根据b点的坐标值,此 入足量象气后电池开始工作,通入氢气的电极为原电池 时(Zn)-1×10"c(OH)-1×10,K[Zn(OH)]- 负极,电极反应Cu-2e -Cu*,通入数气发生反应 (Zn).(0H)-1×10-"x(10-)-1×10- Cu'十4NH。一[Cu(NH.)],右端为原电池正极, 数量级为10”,故B符合题意;已知:K。[Mn(OH):] 电极反应Cu+2e --Cu,中间为阴离子交换膜,据此 K.[Zn(OH)].即当c(H)相同时.c(Mn)的浓度更 分析。向甲室通入足量NH。后电池开始工作,则甲室 .57. Cu电极溶解,变为铜离子与氛气形成[Cu(NH),因 31.阳极反应式为40H+4H-2H.0+0.*,据此 此甲室Cu为负极,故A错误;乙室钢离子得电子变为 分析。光催装置发生:2H十2e --H、31- 铜,因此一段时间后,乙室电极质量增加,故B正确;隔膜 2e--1:电催化装置为电解装置,阴极电极反应式: 为阴离子交换膜,阴离子可以通过该隔膜,故C错误 1.+2e--31,阳极电极反应式:40H+4H NH:扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH。)], 2H.O十O*。根据电催化装置右侧OH转变成0.,发 钢离子浓度降低,钢离子得电子能力减弱,因此将对电池 生氧化反应,可知右倒为阳极,b为电源的正极,a为电源 放电效率有影响,故D错误。 的负极,A项错谋;电催化时,阴极反应与电子有关,阳极 第二节 电解池 反应与空穴有关,分解水效率与光照产生的电子和空穴 量有关,B项错误;阳极电极反应式40H+4H* 第1课时 电解原理 2H.0 0*.C项正确:根据先催化和电催化各装置反 【自主学习】 应,可得总反应:2H.O2H*+O.^,气体X为H. 2.电能 化学能 气体Y为O,相同条件下气体X和气体Y的体积比为 3.(D电源 (③)闭合 2:1.D项错误。 4.还原 氧化 4.C 5.(1)强 第2课时 电解原理的应用 【牛刀小试】 【自主学习】 (3)X 1.(1)×(2)/ 1.化 还原 2.A 充电时TiO.光电极受光激发产生电子和空穴,空穴 2.阳极 极 ②相等 作用下NaI转化为NaI.,由图可知,充电时,N极为阳 4.(1)①等于 ③相等 极,电极反应式为3I-2e-I,M极为阴极,电极反 【牛刀小试】 应式为S+6e-4S,放电时,M极为负极,电极反 1.(1)× (2) (③)X 应式为4S-6e--S,N极为正极:根据上述分析 2.C 3.C 可知M极为阴极,电极反应式为S+6e4S,A 第三节 金属的腐蚀与防护 正确;效电时,M极为负极,N极为正极,Na流向N电 极室,B错误;充电时TiO.光电极受光激发产生电子和 【自主学习】 2.(1)化学 空穴,因此空穴带正电荷,在空穴作用下NI较化为 电化学 原电池 电化学 Nal.,即空穴能将1氧化为1.,故C错误;充电过程中光 3.(1)合金 能转化成化学能,故D错误 【牛刀小试】 3.C 光催化装置发生2H+e-H*,31-2e 1.(1)(2) (③)x 1.,电催化装置为电解装置,阴极电极式1十2e- 2.A 3.C 4.D .58.