化学选修ⅳ人教新课标同步知识点学练考--原电池 化学电源

1、原电池原电池 化学电源化学电源 2【教法探析】【学法导引】 【模拟练习】【真题再现】34567在必修在必修2 2曾经学习过的将锌片和铜片直接曾经学习过的将锌片和铜片直接置于置于CuSOCuSO4 4溶液的原电池，如果用它做电溶液的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？什么原因造成的呢？8提示：提示：由于锌片与由于锌片与CuSOCuSO4 4溶液直接接触，反应溶液直接接触，反应一段时间后，难以避免溶液中有一段时间后，难以避免溶液中有CuCu2+2+在锌片表在锌片

2、表面被直接还原，一旦有少量铜在锌片表面析出，面被直接还原，一旦有少量铜在锌片表面析出，指示向外输出的电流强度减弱，当锌片表面完指示向外输出的电流强度减弱，当锌片表面完全被铜覆盖后，反应就终止了，也就无电流再全被铜覆盖后，反应就终止了，也就无电流再产生。产生。91011请依据原电池原理，将反应请依据原电池原理，将反应2FeCl2FeCl3 3+Cu+Cu2 2 = FeCl = FeCl2 2+ +CuClCuCl2 2设计成一个原电池。写出电极反应，确定电极材料设计成一个原电池。写出电极反应，确定电极材料和电解质溶液。和电解质溶液。提示：提示：（1 1）电极反应：将氧化还原反应拆成氧化反应）电

3、极反应：将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。电极反应式。负极：负极：Cu-2eCu-2e- - = Cu = Cu2+2+正极：正极：2Fe2Fe3+3+2e+2e- - = 2Fe = 2Fe2+2+。12（2 2）电极材料）电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如生成气体（如如生成气体（如H H2 2）或溶液中的还原性离子发生氧化反应，）或溶液中的还原性离子发生氧化反应，可用惰性电极（如可用惰性电极（如PtPt、碳棒

4、）作负极。、碳棒）作负极。发生还原反应的电极材料必须比负极材料活泼性差。发生还原反应的电极材料必须比负极材料活泼性差。本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。（3 3）电解质溶液）电解质溶液一般选用含反应物的电解质溶液即可。如本例中可用一般选用含反应物的电解质溶液即可。如本例中可用FeClFeCl3 3溶溶液作电解质溶液。液作电解质溶液。1314151617如果你拥有一个笔记本电脑，你希望电脑中的如果你拥有一个笔记本电脑，你希望电脑中的电池有哪些优点？电池有哪些优点？提示：提示：电容量大，工作寿命长，充电时间短，电容量大，工作寿命长，充电时间短，体积

5、小，质量轻，性价比高等。体积小，质量轻，性价比高等。181920212223一、考纲展示一、考纲展示(1)(1)了解原电池的工作原理，能写出电极反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应和电池反应方程式(2)(2)了解常见化学电源的种类及其工作原理了解常见化学电源的种类及其工作原理24二、考点关注二、考点关注(1)(1)原电池的工作原理及电极反应式的原电池的工作原理及电极反应式的书写与判断书写与判断(2)(2)以新型电源为背景考查原电池工作以新型电源为背景考查原电池工作原理原理25三、考点展示三、考点展示26四、考试误区四、考试误区1病例：病例：铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极

6、均发生铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应还原反应诊断：可充电电池充放电时，电极名称与电极上发生诊断：可充电电池充放电时，电极名称与电极上发生反应的类型不对应反应的类型不对应2病例：病例：爱迪生电池放电时正极反应：爱迪生电池放电时正极反应：Fe2OH2e=Fe(OH)2诊断：电池放电时电极反应式诊断：电池放电时电极反应式(反应类型反应类型)错误错误273病例：病例：以以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池中，负溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池中，负极的电极反应式为极的电极反应式为H22e=2H诊断：书写燃料电池的电极反应式时，不能忽视电解质诊断：书写燃料电池的电极反应式时，不能忽视电

7、解质溶液的酸碱性溶液的酸碱性4病例：病例：铜锌原电池中，盐桥铜锌原电池中，盐桥(KCl)中的中的K移向负极。移向负极。诊断：原电池工作时电解质溶液中离子移动方向的判断诊断：原电池工作时电解质溶液中离子移动方向的判断错误错误28五、温馨提示五、温馨提示1.判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况。如：断，要看反应的具体情况。如：(1)Al在强碱溶液中比在强碱溶液中比Mg更易失电子，更易失电子，Al作负极、作负极、Mg作作 正极。正极。(2)Fe、Al在浓在浓HNO3中钝化后，比中钝化后，比Cu更难失电子，更难失电子，Cu作

8、作 负极、负极、Fe、Al作正极。作正极。292.书写电极反应式时，注意介质是否参加反应。碱性介质书写电极反应式时，注意介质是否参加反应。碱性介质的电极反应中不能出现的电极反应中不能出现H，酸性介质的电极反应中不，酸性介质的电极反应中不能出现能出现OH。3.燃料电池的正极燃料电池的正极(O2作氧化剂作氧化剂)的反应式一般为：的反应式一般为：酸性条件：酸性条件：O24e4H=2H2O；碱性或中性条件：碱性或中性条件：O24e2H2O=4OH；高温无水且能传导高温无水且能传导O2的固体电解质：的固体电解质：O24e=2O2。304.4.原电池的设计关键是负极材料和电解质溶原电池的设计关键是负极材料

9、和电解质溶液的成分，一般来说，在总反应中失电子的物液的成分，一般来说，在总反应中失电子的物质作负极或某物质在负极上失电子发生氧化反质作负极或某物质在负极上失电子发生氧化反应，溶液的某离子或物质在正极上得电子，发应，溶液的某离子或物质在正极上得电子，发生还原反应。生还原反应。311.1.某原电池反应的离子方程式为：某原电池反应的离子方程式为：Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 2，则下列说法正确的是（，则下列说法正确的是（ ）A.HNOA.HNO3 3为电解质溶液为电解质溶液 B.B.锌为原电池正极锌为原电池正极C.C.铁极质量不变铁极质量不变 D.D.铜为原电池正极铜为原电

10、池正极D322.2.用铜片、银片、用铜片、银片、CuCu（NONO3 3）2 2溶液、溶液、AgNOAgNO3 3溶液、导溶液、导线和盐桥（装有琼脂线和盐桥（装有琼脂-KNO-KNO3 3的的U U形管）构成一个原电形管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（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在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为：正极反应为：AgAg+ +e+e- - = Ag = Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入将铜片浸入AgNOAgNO3 3溶液中发生的化学反应与该原电溶液中发生

11、的化学反应与该原电池反应相同池反应相同A.A. B. B. C. C. D. D.C333.3.如图所示，两电极一为碳棒，一如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，为铁片，若电流表的指针发生偏转，且且a a极上有大量气泡生成，则以下叙极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是（述正确的是（ ）A.aA.a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸B.bB.b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.aC.a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸D.bD.b为正极，是碳棒，烧杯中的溶

12、液为硫酸铜溶液为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C344.4.用用PtPt电极放置于电极放置于KOHKOH溶液中，然后分别向两极通入溶液中，然后分别向两极通入COCO和和O O2 2，即可产生电流，下列叙述中正确的是，即可产生电流，下列叙述中正确的是( )( )通入通入COCO的电极为阴极的电极为阴极通入通入COCO的电极反应式为的电极反应式为:2CO+O:2CO+O2 2+4e+4e- - = 2CO = 2CO2 2正极反应式为正极反应式为:O:O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - = 4OH = 4OH- -负极反应式为负极反应式为:CO+4OH:CO+4OH- -2e

13、-2e- - = CO = CO3 32-2- +2H +2H2 2O O电池工作时溶液中的阳离子向原电池的负极移动电池工作时溶液中的阳离子向原电池的负极移动 放电时溶液中的阴离子向负极移动放电时溶液中的阴离子向负极移动A.A. B. B.C.C. D. D.B355.5.某课外活动小组使用下列用品设计原电池。用品：某课外活动小组使用下列用品设计原电池。用品：铜片、铁片、导线、金属夹、发光二极管、果汁铜片、铁片、导线、金属夹、发光二极管、果汁（橙汁、苹果汁）、（橙汁、苹果汁）、500 mL500 mL烧杯。下列说法正确的烧杯。下列说法正确的是（是（ ）A.A.该装置能将电能转化为化学能该装置能

14、将电能转化为化学能B.B.实验过程中铜片逐渐溶解实验过程中铜片逐渐溶解C.C.电子由铁片通过导线流向铜片电子由铁片通过导线流向铜片D.D.铁片上会析出红色的铜铁片上会析出红色的铜C361.2012安徽理综卷11 某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1、闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()37382.2012福建理综卷9 将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()ACu电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu路径流动C片刻后甲池中c(SO42)增大D片刻后可观察到滤纸b点变红色39A解析 本题考查原电池和电解池工作原理。A项，K闭合时，Zn和Cu构成原电池，Cu作正极，发生还原反应，正确；B项，在电解Na2SO4溶液时，电子不能流入电解质溶液中，即ab电子不能通过，错；C项，甲池中硫酸根离子没有放电，所以浓度不变，错误；D项，b为阳极，OH放电，留下H，使得b附近