原电池原理的应用1.doc

原电池原理的应用：(1)根据形成原电池判断金属的活动性根据活泼金属为负极，不活泼金属为正极，可通过组成原电池判断金属活动性。(2)形成原电池可以加快反应速率纯锌与稀H2SO4反应速率较慢，当加入CuSO4溶液以后，反应速率加快，因为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu与Zn接触，在稀H2SO4中形成原电池，加快反应速率。(3)根据原电池原理可以判断电池的正负极、电解质溶液、判断溶液pH的变化(4)根据原电池原理可以保护金属不被腐蚀(5)判断金属腐蚀程度的快慢原电池原理的应用：1比较不同金属的活动性强弱根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或能导电的非金属)作正极。若有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A极溶解，而B 极上有气体放出，说明在原电池工作过程中，A被氧化成阳离子而失去电子作负极，B作正极，则金属A的金属活动性比B强。2加快氧化还原反应的速率因为形成原电池后，产生电位差，使电子的运动速率加快，从而使反应速率增大，如Zn与稀H2SO4反应制氧气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快反应速率 3用于金属的防护要保护一个铁制闸门，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁制闸门作正极。4设计制作化学电源设计原电池时要紧扣构成原电池的条件。(1)首先要将已知氧化还原反应拆分为两个半反应：(2)然后根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料(一般负极就是失电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属或导电的非金属)及电解质溶液：电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者能与电极产物发生反应。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜一锌一硫酸铜构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有 Zn2+“的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2+的溶液中电极材料的选择在原电池中，选择较活泼的金属或还原性较强的物质作为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属或氧化性较强的物质作为正极。一般，原电池的负极能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料(也可以是还原性较强的非金属材料如H2、CH4等)。(3)举例根据以下反应设计原电池：例题1、Zn-MnO2干电池应用广泛，其示意图如下，电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液（1）该电池的负极材料是_电池工作时，电子流向_（填“正极”或“负极”）（2）如果该电池的工作原理为：Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3+H2，其正极反应式为：_（3）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀其主要原因是_欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的_（填代号）aNaOHbZncFedNH3H2O（4）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液阴极的电极反应式是：_；若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为_答案：（1）Zn；正极。（2）2NH4+2e-=2NH3+H2（3）电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀题目中a和d选项不能除去杂质离子，c项会引入新杂质，所以应选Zn将Cu2+置换为单质而除去，故答案为：锌置换出铜，Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，在溶液中，构成铜锌原电池，加快化学反应速率；b；（4）阴极上得电子，发生还原反应，H+得电子生成氢气，因为MnSO4MnO22e-，通过2mol电子产生1molMnO2，其质量为87g，故答案为：2H+2e-H2；87g例题2、铝、铁、碳元素的单质和化合物应用广泛，三种元素的单质及化合物均可以实现下列转化：在上述每次转化时甲、乙、丙、丁四种物质中只有一种是单质，且四种物质中均含有组成该单质的元素，请回答：（1）若丙是地壳中含量最多的金属元素的单质，丁易溶于水，溶液显碱性，则丙到丁的离子方程式是_（2）若乙是一种常见的温室气体，相同条件下，丙和丁的溶液都显碱性，且丙的溶液的碱性强于丁的溶液的碱性，乙到丙的离子方程式是_（3）若乙是有磁性的黑色晶体，在乙中加入稀硝酸后可得到丙，同时得到一种无色气体，该气体遇空气呈红棕色，该反应的化学方程式是_、（4）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式为_用上述碱性锌电池和惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液，电解池的总反应方程式为_，当电池消耗0.05molZn时，被电解溶液的pH为_（溶液体积变化忽略不计）；（5）称取金属钠、铝、铁各mg，在室温下分别与VL4molL-1的盐酸充分反应，试判断在下列两种情况下，V值的取值范围（用含m的表达式表示）：铝与盐酸反应放出的氢气最多：_：钠与盐酸反应放出的氢气最多：_答案：、（1）若丙是地壳中含量最多的金属元素的单质，判断丙为Al，丁易溶于水，溶液显碱性，判断为铝和碱反应生成的偏铝酸钠溶液，则甲为Al（OH）3，乙为Al2O3；丙和丁反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2（2）若乙是一种常见的温室气体，判断为CO2，相同条件下，丙和丁的溶液都显碱性，且丙的溶液的碱性强于丁的溶液的碱性，推断为丙为Na2CO3，丁为NaHCO3，乙到丙的离子方程式是二氧化碳和氢氧化钠反应，离子反应为：CO2+2OH-=CO32-+H2O；（3）若乙是有磁性的黑色晶体，判断为Fe3O4，在乙中加入稀硝酸后，硝酸氧化亚铁离子为铁离子，可得到丙硝酸铁，同时得到一种无色气体NO，该气体遇空气呈红棕色NO2，该反应的化学方程式是：3Fe3O4+28HNO3（稀）=9Fe（NO3）3+NO+14H2O，、（3）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式依据高铁酸钾得到电子发生还原反应生成三氧化二铁写出，电荷守恒依据氢氧根离子配平得到正极电极反应为：2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-；用上述碱性锌电池和惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液，电解池的总反应方程式为：4AgNO3+2H2O 通电. 4Ag+O2+4HNO3，当电池消耗0.05molZn时电子转移为0.1mol，则依据化学方程式计算，转移4mol电子生成4mol氢离子，所以转移0.1mol电子生成氢离子物质的量为0.1mol，氢离子浓度为0.1mol/L，溶液pH=1，故答案为：2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-；4AgNO3+2H2O 通电. 4Ag+O2+4HNO3；1；（5）称取金属钠、铝、铁各m g，在室温下分别与V L 4molL-1的盐酸充分反应，试判断在下列两种情况下，V值的取值范围依据金属与盐酸反应的定量关系分析判断，假设金属全部反应时的定量关系为；2Na2HClH2m/23 m/23 m/46 Fe2HClH2M/56 m/28 m/56 2Al6HCl3H2M/27 m/9 m/18 依据定量分析可知，铝与盐酸反应放出的氢气最多时，盐酸对钠过量，相对于铝恰好反应或不足，消耗的盐酸满足4V m/23 ，V m/92 ，故答案为：V m/92 ；钠与盐酸反应放出的氢气最多时，金属对盐酸都过量，依据钠计算需要的盐酸体积，4V m/23 ，V m/92 ，故答案为：0V m/92 .例题3、如图为氢氧燃料电池的示意图：（1）若以稀硫酸为电解液，则a极为_极（2）若以KOH溶液作电解液，则b极上的电极反应式为_，放电一段时间后电解液的pH将_（填“变大”、“变小”或“不变”）答案：（1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，所以a极为负极，故答案为：负；（2）碱性条件下，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，其电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，反应生成水，所以反应后溶液中氢氧根离子的浓度减小，则pH减小，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；变小例题4、关于铅蓄电池的说法正确的是（）A充电时，阳极发生的反应是PbSO4（s）+2e-=Pb（s）+SO42-（aq）B充电时，电池中硫酸的浓度不断变小C放电时该电池的负极材料是铅版D放电时正极发生的反应是：Pb（s）+SO42-（aq）=PbSO4（s）+2e-答案：A、充电时，阳极上发生失电子的氧化反应，该电极的电极反应式与正极上电极反应式正好相反，PbSO4（s）+2H2O（l）-2e-=PbO2（s）+4H+（aq）+SO42-（aq），故A错误；B、充电时，电池反应为：2PbS