2014原电池--化学电源.doc

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1、13-14学年高三第一学期化学导学案总第（ 13-1 ）期姓名： 班级: 学号：出题人: 陆艳梅 审核人：孟凡荣理论模块一轮复习（原电池工作原理）性 ）考纲要求1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。一、原电池的工作原理1概念 原电池是能把_转变为_的装置。2工作原理（以锌铜盐桥原电池为例）电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型电子流向盐桥中离子移向（盐桥含饱和KCl溶液）3原电池的形成原电池的构成前提条件(1)有_或熔融电解质 (2) _的两电极(3)形成_4.盐桥的组成和作用(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的

2、胶冻。(2)盐桥的作用：【思考】单池原电池和盐桥原电池的对比两装置的相同点： 不同点： 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。【例1】在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是()。即时训练1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。以下有关该原电池的叙述正确的是()。在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为：Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D即时训练2有关电化学知识的描述正确的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出

3、大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池推荐精选【例2】分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2【小结】原电池正、负极判断方法二、原电池原理的应用1用于金属的防护2设计制作化学电源3比较金属活动性

4、强弱4加快氧化还原反应的速率【例3】请运用原电池原理设计实验，验证Cu2、Fe3氧化性的强弱。请写出电极反应式：负极_，正极_。并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。【小结】原电池的设计方法分析氧化还原反应，标出变价元素价态。还原剂作负极。选一种活泼性差的金属或非金属作正极。含得电子离子的电解质形成电解质溶液。【例4】把适合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示)(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加

5、入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是_。【练习】1关于原电池的叙述正确的是()A原电池工作时，电极上不一定都发生氧化还原反应B某可逆电流充、放电时的反应式为Li1xNiO2xLiLiNiO2，放电时此电池的负极材料是Li1xNiO2C铅、银和盐酸构成的原电池工作时，铅板上有5.175 g铅溶解，正极上就有1 120 mL(标准状况)气体析出D在理论上可将反应CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H<0设计成原电池2如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质

6、量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)()A杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C当杠杆为导体时，A端低B端高D当杠杆为导体时，A端高B端低推荐精选13-14学年高三第一学期化学导学案总第（ 13-2 ）期姓名： 班级: 学号：出题人: 陆艳梅 审核人：孟凡荣理论模块一轮复习（化学电源）性 ）三、化学电源以及电极反应的书写1一次电池 （1）银锌纽扣电池银锌纽扣电池的电极分别是Zn和Ag2O，电解质溶液是KOH溶液，电

7、池反应的产物是Zn(OH)2 和Ag，则其电极反应和电池反应为：负极： 正极： 电池反应方程式： 【例1】某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液为KOH溶液该电池的总反应是：ZnAg2O2AgZnO，下列说法正确的是 （ ）AZn极为负极，其电极反应为：Zn2OH2eZnO+H2OBAg2O极为负极，其电极反应为：Ag2O+H2O2e2Ag2OH C电池放电过程中，负极周围溶液的pH不断增大D该电池用完后，可作为普通垃圾处理，因为它不会造成环境污染（2）碱性锌锰干电池 碱性锌锰干电池的负极为锌，正极为金属棒，其电池反应方程式：Zn+2H2O+2MnO2 =2MnOOH+Zn(OH)

8、2，则电极反应为：负极： 正极： 2.二次电池 （1）铅蓄电池铅蓄电池正极板上覆盖着 ，负极板上覆盖着 ，电解质是一定浓度的 ，负极电极反应为： 正极： 放电时总反应方程式： 铅蓄电池的充电反应是上述反应的逆反应：阴极 阳极 总反应 【例2】铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时电解液中H2SO4的浓度将变_；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_，B电极上生成_，此时铅蓄电池的正负极的极性将_。（2）镍镉蓄电池正极(镍

9、)上有Ni(OH)3，负极主要是镉(含有一些铁)，所用电解质为KOH溶液。放电时发生的电极反应式：负极：Cd+2OH-2e-=Cd(OH)2 正极：2Ni(OH)3 +2e-= 2Ni(OH)2+2OH-电池总反应式： 3.燃料电池 燃料电池中，电极的导电材料一般为多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。优点： （1）氢氧燃料电池一般用30K0H溶液作这种电池的电解质溶液。电极可用含有催化剂的多孔石墨电极(负极中催化剂可用铂或钯，正极中催化剂可用AgO或CoO)。其放电时电极反应： 酸性碱性反应类型负极反应式正极反应式总反应式（2）甲烷燃料电池 电解质溶液为氢氧化钾溶液，

10、电极反应为：正极： 负极： 总反应： 【例3】甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子。电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。电池总反应式为：2CH3OH3O22CO24H2O。下列说法中正确的是 （ ）A右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气B左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇C电池负极的反应式为：CH3OH+H2O6e=CO2+6H+D电池的正极反应式为：O2+2H2O+4e=4OH【讨论】根据上述原电池电极反应，总结如何书写原电池的电极反应。 推荐精选【小结】电极反应的书写：1一般电极反应式的书写(1)列物质标得失按照负极发生氧化反应，正极发生

11、还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。(2)看环境配守恒电极产物在电解质溶液环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H应让其结合OH生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。(3)两式加验总式两电极反应式相加，与总反应对照验证。2复杂电极反应式的书写复杂电极反应式总反应式较简单一极的电极反应式四、可逆反应与原电池的工作原理【例4】控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C检流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D检流计读数为零

12、后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极【随堂练习】1、 被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内是离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为Zn+2 MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列说法正确的是 （ ）A该电池的正极为锌B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C当O.1molZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023D电池正极反应式为：2Mn02+2e一+2H2O2MnO(OH)+2OH-2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物

13、作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，可制得在650下工作的燃料电池。已知该电池总反应为：2CO+O22CO2。则下列说法中正确的是 （ ）A通CO的一极是电池的正极B正极反应式为：2CO+2CO324CO2+4eC负极反应式为：O2+2CO2+4e2CO32D该电池工作过程中需不断补充CO和O2，CO2可循环利用3.如图所示是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计，其指针总是偏向电源正极。(1)As(砷)位于元素周期表中第四周期A族，则Na3AsO4溶液的pH_(填“7”“7”或“7”)。(2)向B杯中加入适量较浓的硫酸，发现G的指针向右偏移。此

14、时A杯中的主要实验现象是_，D电极上的电极反应式为_。(3)一段时间后，再向B杯中加入适量的质量分数为40%的氢氧化钠溶液，发现G的指针向左偏移。此时整套实验装置的总的离子方程式为_。4.锂电池用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中形成的，该电池的总反应方程式为：8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S，下列叙述中正确的是()。A电解质溶液中混入水，对电池反应无影响B上述过程中是电能转化成化学能C电池工作过程中，亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3D电池工作过程中，金属锂提供电子的物质的量与析出硫的物质的量之比为415. (

15、1)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方程式为_。(2)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。 (3)铝电池性能优越，AlAg2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池的负极反应为：_，该电池总反应的化学方程式为_。推荐精选13-14学年高三第一学期化学导学案总

16、第（ 13-3 ）期姓名： 班级: 学号：出题人: 陆艳梅 审核人：孟凡荣理论模块一轮复习（原电池及化学电源练习）性 ）1.右图为一原电池的结构示意图，下列说法不正确的是 （ ）A原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应一定为放热反应B原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深D如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极2将两金属A、B分别用导线相连接，并同时插入电解质溶液中，发现A极的质量增加，则下列说法正确的是()A金属活动性：A>BBA极是正极，电解质溶液可以是盐酸CB极是负极D要判断A极与B极是正

17、极还是负极，还需考虑电解质溶液3一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O。有关此电池的推断不正确的是()A通入氧气的电极为正极B参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小4由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是()A石墨极为正极，石墨极为负极 BY的化学式可能为NOC石墨极的电极反应式为NO2NOe=N2O5D石墨极上发生氧

18、化反应5如图所示为某原电池的结构示意图，下列说法不正确的是(盐桥中装满用饱和KCl溶液和琼胶做成的冻胶)()A该原电池的总反应式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2B该电池工作时，Cu2在电极上得到电子，发生还原反应C若用此电池电解饱和氯化钠溶液制取Cl2，当铜电极的质量减少 6.4 g时，产生氯气的体积为2.24 L(折算为标准状况)D电池工作过程中，电子由铜电极经过检流计流向石墨电极6综合如图判断，下列说法正确的是()A装置和装置中负极反应均是Fe2e=Fe2B装置和装置中正极反应均是O22H2O4e=4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶

19、液的pH均增大7（缺图）实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3立即被还原成Fe2。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()A该原电池的正极反应是Zn2e=Zn2B左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现D该电池总反应为3Zn2Fe3=2Fe3Zn28甲醇燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。电池的总反应式为2CH3OH3O24OH=2CO6H2O。则下列说法正确的是()A电池放电时通入空气的电极为负极推荐精选B电池放电时负极的电极反应式为CH3OH6eH2O=CO26HC由于CO水解显碱性，电池

20、放电时，电解质溶液的pH逐渐增大D电池放电时每消耗1 mol CH3OH转移6 mol电子9可用于电动汽车的铝­空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的一极为正极。下列说法正确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极10近日，中美联合研究小组通过共同努力，采用廉价的钠离子，同时使用纳米氧化锰和锂材料作电极制作出了钠离子充电电池，

21、其工作示意图如图所示。关于该电池的说法中正确的是() A放电时A极作正极B放电时Na向负极移动C充电时是将化学能转化为电能D充电时B极为阳极，发生氧化反应11.如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。(1)当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是_(填“正”或“负”)极， 其电极反应式为_。当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是_(填“正”或“负”)极， 其电极反应式为_。(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。12氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图所示为电池示意图，该电池电极表面均匀地镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的

22、能力强，性质稳定。请回答下列问题：(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是_，在导线中电子流动的方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因为_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能，因此大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知LiH固体的密度为0.82 g·cm3。用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积之比为_。由生成的LiH与H2O反应放出的H2用作电池燃料，若能量的转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。13(1)分析如图所示的四个装置，回答下列问题：装置a和b中铝电极上的电极反应式分别为_ _、_。装置c中产生气泡的电极为_电极(填“铁”或“铜”)，装置d中铜电极上的电 极反应式为_。(2)观察如图所示的两个装置，图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图2装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为_ _、 _。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!） 推荐精选