高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 1 原電池學(xué)案 蘇教版選修4.doc
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原電池 【考點精講】 1.概念 把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2.原電池的構(gòu)成條件 (1)一看反應(yīng):看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生。 (2)二看兩電極:一般是活潑性不同的兩電極。 (3)三看是否形成閉合回路,形成閉合回路需要三個條件:①電解質(zhì)溶液;②兩電極直接或間接接觸;③兩電極插入電解質(zhì)溶液。 3.單液原電池和雙液原電池的對比 (1)兩裝置的相同點: 正負極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)相同。 負極:Zn-2e-=Zn2+ 正極:Cu2++2e-=Cu 總反應(yīng):Zn+Cu2+=Cu+Zn2+ (2)兩裝置的不同點: ●圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2+,會有一部分Zn與Cu2+直接反應(yīng),該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化,又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能,裝置的溫度會升高。 ●圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個燒杯中,Zn與Cu2+不直接接觸,不存在Zn與Cu2+直接反應(yīng)的過程,所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能,電流穩(wěn)定且持續(xù)時間長。 (3)鹽橋的組成和作用 1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。 2)鹽橋的作用:①連接內(nèi)電路,形成閉合回路; ②平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流。 【典例精析】 例題1有關(guān)電化學(xué)知識的描述,正確的是 ( ?。? A.CaO+H2O=Ca(OH)2,可以放出大量的熱,故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池,把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B.某原電池反應(yīng)為Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液 C.原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成 D.理論上說,任何能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池 思路導(dǎo)航:CaO+H2O=Ca(OH)2不是氧化還原反應(yīng),故A錯;KCl和AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生,故B錯;作電極的不一定是金屬,如石墨棒也可作電極,故C錯。 答案:D 例題2某原電池構(gòu)造如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是 ( ?。? A.在外電路中,電子由銀電極流向銅電極 B.取出鹽橋后,電流表的指針仍發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.外電路中每通過0.1 mol電子,銅的質(zhì)量理論上減小6.4 g D.原電池的總反應(yīng)式為Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2 思路導(dǎo)航:Cu作負極,Ag作正極,電極反應(yīng)式分別為 負極:Cu-2e-=Cu2+ 正極:2Ag++2e-=2Ag 總反應(yīng)式:Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2,D正確。 答案:D 例題3有A、B、C、D、E五塊金屬片,進行如下實驗:①A、B用導(dǎo)線相連后,同時浸入稀H2SO4溶液中,A極為負極;②C、D用導(dǎo)線相連后,同時浸入稀H2SO4溶液中,電流由D→導(dǎo)線→C;③A、C用導(dǎo)線相連后,同時浸入稀H2SO4溶液中,C極產(chǎn)生大量氣泡;④B、D用導(dǎo)線相連后,同時浸入稀H2SO4溶液中,D極發(fā)生氧化反應(yīng);⑤用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液,E先析出。據(jù)此,判斷五種金屬的活動性順序是( ?。? A.A>B>C>D>E B.A>C>D>B>E C.C>A>B>D>E D.B>D>C>A>E 思路導(dǎo)航:金屬與稀H2SO4溶液組成原電池,活潑金屬為負極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),較不活潑的金屬為正極,H+在正極電極表面得到電子生成H2,電子運動方向由負極→正極,電流方向則由正極→負極。在題述原電池中,AB原電池,A為負極;CD原電池,C為負極;AC原電池,A為負極;BD原電池,D為負極;E先析出,故E不活潑。綜上可知,金屬活動性:A>C>D>B>E。 答案:B 【總結(jié)提升】 快速書寫電極反應(yīng)式的步驟 1.列出正負極得失電子情況。 2.在等式的兩邊分別寫出反應(yīng)物和生成物。 3.產(chǎn)物與溶液的環(huán)境有關(guān)。如CH4燃燒產(chǎn)物:CO2(酸性);CO32-(堿性)。 4.按照化合價升降守恒、電荷守恒(看電解質(zhì)傳導(dǎo)的離子)、物料守恒、配平正負極的電極反應(yīng)式。 5.將兩個電極反應(yīng)式合并起來,即可得到原電池總反應(yīng)式。 例題如圖所示,在不同的電解質(zhì)溶液中可以組成不同的電池。 (1)①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時,F(xiàn)e電極是________(填“正”或“負”)極,其電極反應(yīng)式為______________________________。 ②當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時,Al電極是________(填“正”或“負”)極,其電極反應(yīng)式為_______________________________。 (2)若把鋁改為鋅,電解質(zhì)溶液為濃硝酸,則Fe電極是________(填“正”或“負”)極,其電極反應(yīng)式為___________________________________________________。 思路導(dǎo)航:(1)①電解質(zhì)溶液是稀硫酸時,Al電極是負極,F(xiàn)e電極是正極,正極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。②當(dāng)電解質(zhì)溶液是NaOH溶液時,鋁與NaOH溶液反應(yīng),而Fe不反應(yīng),故鋁作原電池的負極,電極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O。 (2)把鋁改為鋅,用濃硝酸作電解質(zhì)溶液,鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化,則Fe電極是正極,Zn電極是負極,F(xiàn)e電極上的電極反應(yīng)式為NO+2H++e-=NO2↑+H2O。 答案:(1)①正 2H++2e-=H2↑②負 Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O (2)正 NO+2H++e-=NO2↑+H2O- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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