高三化学一轮复习教案学案——原电池的原理及应用.doc

原电池的原理及应用复习学案(考纲要求)1.理解原电池原理；2.初步了解化学电源，了解化学腐蚀和电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。一、原电池原理(例题1)对下图中装置加以必要的连接并填空:Cu(NO3)2溶液ab稀硫酸锌铜 A B(1)、在A图中,使铜片上冒H2气泡.请加以必要连接,连接后的装置叫 。电极反应式：锌板 铜板： （2）、图B中，ab为惰性电极，使a极板上析出铜，则b极板上析出 加以必要的连接后，电极反应式：a极 b极 。（小结）构成原电池的条件：_ _ _ _ _(思考练习)1.将A中稀H2SO4改为CuSO4溶液，写出电极反应式以及微粒的流向： (小结)：负极：氧化反应 正极：还原反应 电子流向：负极 导线 正极 阴阳离子流向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动(构成闭合回路)二、原电池的电极反应式的书写与正误判断 (例2)已知下列电池的反应式，请写出电极反应式（1）Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 负极：Cu-2e-= Cu2+ 正极：2Fe3+2 e-=2Fe2+ (2)CH4+O2+KOH=K2CO3+3H2O正极：2O2 + 2H2O + 8 e- = 8OH-负极：CH4 -8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O(小结)书写原电池电极反应式的基本思路：（1）负极：还原剂-n e-氧化产物 正极：氧化剂+ n e-还原产物（注意分析参与电极反应产生的粒子能否与电解质反应，如能反应，写在反应式中）。（思考练习）根据电池反应式，判断正负极材料、电解质溶液，写出电极方程式 （1）：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+ （2）：Fe+2Ag+= Fe2+2Ag点拨：（1）首先根据反应确定负极继而正极的电极材料 （2）确定电解质溶液 （3）画图要规范三、新型电池（1）燃料电池（例3）、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650 下工作的燃料电池，有关的电池反应式：负极反应式：2CO2CO4CO24e正极反应式： 。总电池反应式： 。 (正极：O2+2CO2+4e-2 CO 负极：CO+ CO-2 e2 CO2)（练习）某原电池中盛有KOH浓溶液，若分别向_(填“正”或“负”，下同)极通入可燃性气体，向_极通入O2，则电路中就有电流通过，试完成下列问题：可燃性气体正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)H2(2)CO(3)CH4(4)C2H5OH(5)C6H8命题意图：考查学生书写燃料电池电极反应的能力。知识依托：原电池原理和氧化还原反应原理。错解分析：忽视电解质溶液是KOH溶液，误以为负极能放出酸性气体。解题思路：燃料电池中，负极通入的气体具有可燃性，在反应中失去电子，被氧化到较高价态：氢元素将被氧化到最高价：1价，在碱性溶液中产物不是H，而是H2OH与OH结合的产物。若燃料中含有1价的氢元素，则它反应前后的价态不变(都是1价)，氢元素反应前在含碳燃料中，反应后在生成物水中。负极电极反应式可根据电荷守恒而配平。燃料电池中，正极通入的O2得电子被还原，成为O2。O2+4e=2O2 O2被H2O分子俘获变为OH：H2OO2=2OH将正、负两极电极反应式叠加，可得电池总反应。根据电池总反应可判定电解质溶液pH的变化。 (例题4)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2=2H2O，电解液为KOH，反应保持在较高温度，使H2O蒸发，下列叙述正确的是（ ）A、此电池能发出蓝色火焰 B、H2为正极，O2为负极C、工作时，电解液的pH不断减小D、电极反应为：负极；2H2 + 4OH- 4e-= 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-(练习)（1）把电解质溶液改为稀H2SO4，电极反应式（2）把H2改为CH4，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式（3）把H2改为CH4，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电极反应式（小结）书写原电池电极反应式的基本思路：对于有H、O参与的电极反应：总反应式中没有H+或OH-参与反应，则若一极消耗H+或OH-，另一极必生成H+或OH-H2在酸性介质中放电生成H+，在碱性介质中放电，与OH-结合生成H2O，O2在酸性介质中放电与H+结合生成H2O，在碱性介质中放电生成OH-氢氧不够，水来凑（2）二次电池放电充电（例题6）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH下列叙述不正确的是 （AD）A放电时负极反应为：Zn2e +2OH= Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)3 3e + 5 OH = FeO + 4H2OC放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强点拨：（1）新型电池的电极判断、电极反应式书写判断等问题仍紧扣原电池原理； （2）解决“可充电电池”有关问题时，弄清是“充电”还是“放电”，充电为电解池，放电为原电池。放电充电（练习）镊铬（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。它的充放电过程按式进行：Cd（OH）2+2 Ni（OH）2 Cd+ NiO（OH）+2H2O。由此可知，该电池放电时的负极材料是A、Cd（OH）2 B、Ni（OH）2C、Cd D、NiO（OH）三、金属的腐蚀与防护腐蚀快慢的判断方法：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀有防腐措施引起的腐蚀专题训练一、选择题：1、 钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是 （ ） A、2H+ +2 e-= H2 B、Fe2+ +2e- =FeC、2H2 O+O2+4e- =4OH- D、Fe3+e- =Fe2+2、下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 ( ) A、在氧化-还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 B、同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强 C、甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能 D、将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极3、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（ ）A、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 B、2Fe+2H2O+O22Fe(OH)C、2H2O+O2+4eOH- D、Fe3eFe3+4、X、Y、Z、M代表四种金属元素.金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,X溶解,Z极上有氢气放出;若电解Y2+和Z2+ 离子共存的溶液时,Y先析出;又知M2+ 离子的氧化性强于Y2+离子.则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为 （ ） A、XZYM B、XYZMC、MZXY D、XZMY5、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应: 负极 Pb+SO42-=PbSO4+2e- 正极 PbO2+4H+ SO42-+2e-=PbSO4+2H2O今若制得Cl2l0.050摩,这时电池内消耗的H2 SO4的物质的量至少是 A、0.025摩 B、0.050摩 C、0.10摩 D、0.20摩6、下列关于铜电极的叙述，正确的是 ( ) A、铜锌原电池中铜是正极 B、用电解法精炼粗铜时精铜作阳极C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D、电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极7、将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1升（密度为1.06克/毫升）用铂电极电解，当溶液中的NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是( )NaOH的质量分数阳极析出物的质量（克）阴极析出物的质量（克）A0.062(6.2%)19152B0.062(6.2%)15219C0.042(4.2%)1.29.4D0.042(4.2%)9.41.28、用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是 （ ） A27mg B54mg C108mg D216mg9、下列关于实验现象的描述不正确的是 （ ） A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B、用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 10、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 （ ） A、电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B、电池放电时，镍元素被氧化C、电池充电时，氢元素被还原 D、电池放电时，H2是负极二填空题：11、锌锰干电池是普遍使用的化学电池，其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等糊状物。以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。工作时反应方程式是：Zn2MnO2NHZn+MnONHHO（1）试写出干电池放电时的正、负电极反应式：正极：_负极： _干电池用久了就会变软，其原因是_。（2）正极反应中，前后经历下列反应：2NH42e2NH3H2；2Mn2H2Mn2O3H2O，如果没有MnO2参与，干电池将难于持续稳定工作。试说明理由： _。12、将特殊材料制成的惰性电极插入KOH溶液中，在两极上通入CH4和O2，可组成一种燃料电池试写出有关电极反应。正极： _负极：_13、熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气作为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式。阳极反应式：2CO2CO324CO24e阴极反应式：_。14、银器皿日久表逐渐变成黑色，这是由于生成了Ag2S，有人设计了用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中与容器接触，放置一段时间，黑色就会褪去而不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为：_，正极反应为：_，反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，则原电池总反应方程式为：_。参考答案一、选择题：1、C 2、C、D 3、D 4、A 5、C 6、A、C 7、B 8、B 9、C 10、C、D二、填空题：11、（1）2NH4+2MnO2