【学海导航】安徽省高中化学（第1轮）总复习 第9章第31课时 原电池课件 新人教版.ppt

1 第九章电化学基础 第课时 31 原电池 2 原电池电极名称的判断方法 1 看谁能与电解质溶液反应 包括溶解在电解质溶液中的氧气 谁反应谁作负极 如zn cu 稀硫酸构成的电池中锌为负极 此时遵循的原则是较活泼的金属作负极 mg al 氢氧化钠溶液构成的电池中铝为负极 cu al 浓硝酸构成的电池中铜为负极 原电池基本原理与电极的判断 3 2 根据化合价的变化判断或根据反应判断 元素化合价升高的为负极 元素化合价降低的为正极 失电子的反应 氧化反应 负极 得电子的反应 还原反应 正极 3 根据电子或电流方向 电子流出的为负极 电流流出的为正极 4 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ag e 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 5 本题考查原电池的工作原理 cu作负极 ag作正极 负极 cu 2e cu2 正极 ag e ag 在外电路中 电子由cu电极流向ag电极 而电流方向与电子流向相反 所以 错 没有盐桥 原电池不能继续工作 错 无论是否为原电池 反应实质相同 均为氧化还原反应 对 c 6 关于如图所示的原电池 下列说法正确的是 a 电子从锌电极通过检流计流向铜电极b 盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移c 锌电极发生还原反应 铜电极发生氧化反应d 铜电极上发生的电极反应是2h 2e h2 7 由图可见锌为负极 铜为正极 故电子从锌电极通过外电路流向铜电极 a正确 内电路电流方向是从锌通过溶液流向铜 而盐桥中的阴离子反向流向硫酸锌溶液中 根据锌为负极发生氧化反应 铜为正极发生还原反应 c错误 铜电极上发生的电极反应是cu2 2e cu d错误 a 8 1 原电池电极反应式书写关键 1 明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质 反应产物及化合价的变化 2 确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子 还是其他物质 如溶有或通入的氧气 原电池电极反应式书写 9 3 判断是否存在特定的条件 如介质中的粒子h oh 非放电物质参加反应 进而推断电解质溶液的酸碱性的变化 4 总的反应式是否满足质量守恒 得失电子守恒 电荷守恒 10 2 电极反应式和总反应式的书写方法如果题目给定的是图示装置 先分析正 负极 再根据正 负极反应规律写电极反应式 如果题目给定的是总反应式 可分析此反应中的氧化反应或还原反应 即分析有关元素的化合价变化情况 再选择一个简单变化情况去写电极反应式 另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式 用总反应式减去已写出的电极反应式 即得结果 11 特别需要指出的是 对于可充电电池的反应 需要看清楚 充电 放电 的方向 放电的过程应用原电池原理 充电的过程应用电解池原理 12 al mg在不同的电解质溶液中分别构成原电池a b 如下图所示 指出各池中的负极材料并写出其电极方程式 13 负极材料 a池 b池 电极反应式 a池 正极 负极 b池 正极 负极 从构成原电池的几个组成部分来看 判断原电池的负极 除了要考虑金属的活泼性外 还要考虑 镁 铝 池中能够发生的氧化还原反应 14 在a池中可与稀硫酸发生化学反应的有镁和铝mg h2so4mgso4 h2 2al 3h2so4al2 so4 3 3h2 由于镁的金属活泼性大于铝 所以该电池中的化学反应为mg h2so4mgso4 h2 镁失电子作电池负极 铝作正极 在b池中能发生的化学反应只有铝和碱的反应 即2al 2naoh 2h2o2naalo2 3h2 所以该电池中铝失电子作电池负极 而镁只能作正极 15 1 将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池 两电极间连接一个电流计 锌片上发生的电极反应 银片上发生的电极反应 2 若该电池中两电极的总质量为60g 工作一段时间后 取出锌片和银片洗净干燥后称重 总质量为47g 试计算 产生氢气的体积 标准状况 通过导线的电量 已知na 6 02 1023 mol 电子电荷为1 60 10 19c zn 2e zn2 2h 2e h2 16 2 锌片与银片减轻 是因与酸反应 zn 2h zn2 h2 转移2e 得v h2 4 48l q 3 85 104c 答案 v h2 4 48l q 3 8 104c 17 1 2010 广东高考 铜锌原电池工作时 下列叙述正确的是 双选 18 a 正极反应为zn 2e zn2 b 电池反应为zn cu2 zn2 cuc 在外电路中 电子从负极流向正极d 盐桥中的k 移向znso4溶液 19 zn是负极 故a错 电池总反应和没有形成原电池时的氧化还原反应相同 故b正确 根据闭合回路的电流方向 在外电路中 电子由负极流向正极 故c正确 在溶液中 阳离子往正极移动 故d错误 bc 20 2 2010 江苏 下图是一种航天器能量储存系统原理示意图 下列说法正确的是 21 a 该系统中只存在3种形式的能量转化b 装置y中负极的电极反应式为 o2 2h2o 4e 4oh c 装置x能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生d 装置x y形成的子系统能实现物质的零排放 并能实现化学能与电能间的完全转化 c 22 3 2010 全国 下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图 电池的一个电极由有机光敏染料 s 涂覆在tio2纳米晶体表面制成 另一电极由导电玻璃镀铂构成 电池中发生的反应为 tio2 sh tio2 s 激发态 tio2 s tio2 s e i3 2e 3i 2tio2 s 3i 2tio2 s i3 23 下列关于该电池叙述错误的是 a 电池工作时 是将太阳能转化为电能b 电池工作时 i 在镀铂导电玻璃电极上放电c 电池中镀铂导电玻璃为正极d 电池的电解质溶液中i 和i 3的浓度不会减少 b 24 一 选择题 每小题7分 共49分 1 下列装置可以形成原电池的是 ab 构成原电池需要具备下列三个条件 活泼性不同的两个电极 有电解质溶液 组成闭合回路 故a b符合条件 25 2 有一种新型的锂电池 其制作是利用了金属锂和石墨作电极 其电解质溶液是四氯合铝酸锂 lialcl4 溶解在二氯亚硫酰 其结构式是 中形成的 原电池的电极总反应式是8li 3socl26licl li2so3 2s 下列关于这种新型电池的说法中错误的是 26 a 电池工作过程中 socl2被还原为li2so3b 锂作电池的负极 石墨作电池的正极c 该电池内环境应该是无水环境 否则影响电池的寿命d 电池工作时 锂提供的电子的物质的量与析出硫的物质的量之比是4 1 27 a中socl2变为li2so3化合价不变 没有被还原 锂较石墨活泼 应作为电池的负极 锂为活泼金属 电池中不应有水 根据电子得失 s从 4价下降到0价得4个电子 锂从0价升高到 1价失1个电子 故d正确 a 28 3 控制适合的条件 将反应2fe3 2i 2fe2 i2设计成如下图所示的原电池 下列判断不正确的是 29 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 电流计读数为零时 反应达到化学平衡状态d 电流计读数为零后 在甲中溶入fecl2固体 乙中石墨电极为负极 d 30 4 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 空气电极为正极 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 o2 2h2o 4e 4oh b 以naoh溶液为电解液时 负极反应为 al 3oh 3e al oh 3 c 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 31 考查燃料电池的反应原理 无论以nacl还是以naoh溶液作电解液 在正极上都是o2得电子被还原 a对 生成的al oh 3在碱性介质中不存在 b错误 al oh 3会与naoh反应生成naalo2消耗电解液中的naoh 使ph减小 c错 原电池中 电子从负极流出通过外电路流向正极 d错 a 32 5 不久前 美国一个海军航空站安装了一台250kw的mcfc型燃料电池 该电池可同时供应电和蒸汽 其燃料为h2 电解质为熔融的k2co3 工作温度为600 800 已知该电池的总反应为2h2 o22h2o 负极反应为h2 co32 2e h2o co2 则下列推断正确的是 a 正极反应为4oh 4e o2 2h2ob 放电时co32 向负极移动c 电池供应1mol水蒸气 转移的电子的物质的量为4mold 放电时co32 向正极移动 b 33 6 如下图所示 a b是两根石墨棒 下列叙述正确的是 34 a a是正极 发生氧化反应b 锌是阴极 发生的电极反应为 zn 2e zn2 c 稀硫酸中溶液的ph变小d 往滤纸上滴加酚酞试液 b极附近颜色变红 d 35 7 2010 合肥一中检测 固体氧化物燃料电池 sofc 以固体氧化物作为电解质 这种固体电解质在高温下允许氧离子 o2 在其间通过 其工作原理如图所示 下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是 36 a 电极b为电池负极 电极反应式为o2 4e 2o2 b 固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过c 若h2作燃料气 接触面上发生的反应为h2 2oh 2e 2h2od 若c2h4作燃料气 接触面上发生的反应为c2h4 6o2 12e 2co2 2h2o d 37 二 非选择题 有4小题 共51分 8 10分 目前移动设备迅猛发展的最大障碍恐怕就是电池的问题 不论手机 mp3还是笔记本电脑 如何延长电池续航时间都是人们最头疼的问题 当前 大部分移动设备都使用锂离子充电电池 但锂电池的安全问题已经越来越受人关注 而银锌材料电池在安全和能量密度上都比锂离子电池有优势 据称 银锌材料电池的容量比同体积的锂电池高30 甚至可以在不危及安全的情况下过充以实现更高的容量 因此未来的银锌电池可能替代现有锂离子电池 38 下面是一种银锌电池的充电 放电过程的表示式 2ag zn oh 2ag2o zn h2o 根据上述反应原理回答下列问题 1 这种电池属于 性电池 填 酸 碱 或 中 2 电池在放电时 作负极的是 正极反应式为 碱 zn ag2o h2o 2e 2ag 2oh 39 3 充电时 电池的正极应接电源的 极 4 写出充电时的阳极和阴极反应式 阳极 阴极 正 2ag 2e 2oh ag2o h2o 或 2ag 2oh ag2o h2o 2e zn oh 2 2e zn 2oh 40 这是一道电化学题 电极材料的选择 电极反应式的书写是这种题目的考查主题 所以解答时要区分好原电池和电解池发生氧化反应和还原反应的电极 原电池的负极发生氧化反应 而正极则发生还原反应 在电解池中 阳极发生氧化反应 而阴极则发生还原反应 放电时这是一个原电池 其中锌作负极 ag2o作正极 充电时是一个电解池 阳极ag失电子 发生氧化反应 2ag 2oh 2e ag2o h2o 阴极zn oh 2得电子 发生还原反应 zn oh 2 2e zn 2oh 41 9 15分 为节省药品和时间 甲 乙 丙三位同学用铜片 锌片 稀硫酸 硫酸铜溶液 直流电源 石墨电极 导线 烧杯 试管等中学化学常见的药品和仪器 进行巧妙构思 以 接力 的方式 设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验 试填写下列空白 42 1 甲同学分别将一小片铜片 锌片置于烧杯底部 铜 锌不接触 小心向烧杯中加入稀硫酸 观察到的现象是 甲同学设计思路是 锌片表面有气泡产生 铜片表面没有气泡 在金属活动性顺序表中 锌排在氢前面 可以和稀硫酸反应 铜排在氢后面 不可以和稀硫酸反应 43 2 乙同学接着甲的实验 向烧杯中滴加cuso4溶液 进而观察到的现象是 乙同学判断锌 铜金属活动性相对强弱所依据的原理是 锌表面有红色固体生成 且产生气泡的速率加快 在金属活动性顺序表中 锌排在铜的前面 可将铜从其盐溶液中置换出来 锌表面产生的铜与锌构成原电池的两极 使锌与稀硫酸的反应加快 44 3 丙同学使用直流电源和石墨电极组装电解装置 向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂 作电解液 电解过程中所发生的化学反应方程式为 观察到的实验现象主要有 2cuso4 2h2o电解 阳极产生无色气泡 阴极表面产生红色固体 2cu o2 2h2so4 45 4 请你再单独设计一个简单的实验 仪器 试剂任选 探究和证实铜 锌元素金属活动性相对强弱 简要说明操作 取两块相同的铁片 分别放入盛有znso4和cuso4溶液的两支试管中 观察铁片表面的变化 其他合理答案也可以 46 10 14分 某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质 将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中 铝片表面出现一层海绵状暗红色物质 接下来铝片上产生大量气泡 产生的气体 具有可燃性 溶液温度迅速上升 若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中 在短时间内铝片无明显变化 47 1 铝与氯化铜溶液能迅速反应 而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是 填序号 a 铝与cl 反应 铝与so42 不反应b 氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强c 硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化d 氯离子能破坏氧化铝表面薄膜 而硫酸根离子不能e 生成氯化铝溶于水 而生成硫酸铝不溶于水 d 48 2 铝片表面出现的暗红色物质是 3 放出的气体是 请从有关物质的浓度 能量 是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是 cu h2 随着反应的进行 生成的铝离子浓度增大 水解程度增大 产生h 的浓度增大 该反应放热 升高温度反应加快 铜与铝构成原电池 加快铝溶解 49 4 某同学通过其他的实验操作 也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快 他采取的措施可能是 a 用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中b 把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后 取出洗涤 再投入硫酸铜溶液中c 向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液 再投入铝片d 向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体 再投入铝片 abd 50 5