高一化学新人教版同步精讲必修2第11讲原电池的工作原理无答案

第11讲原电池的工作原理一、原电池的基本概念1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。3．电极：（1）负极：________电子，发生________反应； （2）正极：________电子，发生________反应。4．构成原电池的条件：（1）自发进行的氧化还原反应；（2）两个活动性不同的电极；（3）电解质溶液（或熔融电解质）；（4）形成闭合回路。二、锌铜原电池的工作原理工作原理（反应方程式）负极（Zn）正极（Cu）总反应离子方程式：。电子移动方向由极经导线流向极（电流方向相反）。离子移动方向阳离子向极移动，阴离子向极移动。盐桥的作用（1）形成闭合回路；（2）平衡电荷，使溶液呈电中性；（3）避开电极与电解质溶液干脆反应，削减电流的衰减，提高原电池的工作效率。四、原电池的应用1．比较金属活动性两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。2．加快氧化还原反应的速率一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比干脆接触的反应速率快。3．设计原电池理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。利用原电池原理设计和制造原电池，可以将化学能干脆转化为电能。题型一：原电池的工作原理 【例1】理论上不能设计为原电池的化学反应是（）A．CH4+2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2+2H2OB．2FeCl3+Fe3FeCl2C．2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑D．HNO3+NaOHNaNO3+H2O【变1】下列关于原电池的叙述，正确的是（）A．构成原电池的正极和负极材料必需是两种活动性不同的金属B．原电池是将化学能转变为电能的装置C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极【例3】下图是Zn和Cu形成的原电池，某试验爱好小组做完试验后，记录如下：①Zn为正极，Cu为负极；②H+向负极移动；③电子流淌方向，从Zn经外电路流向Cu；④Cu极上有H2产生；⑤若有1mol电子流过导线，则产生0.5molH2；⑥正极的电极反应式为Zn-2e-Zn2+。描述合理的是（）A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④【变4】原电池构成是有条件的，关于如图所示装置的叙述，错误的是A．Cu是负极，其质量渐渐减小 B．H+向铁电极移动C．Cu片上有红棕色气体产生 D．Fe电极上发生还原反应【例5】铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是A．b电极反应式为Cu2＋＋2e-=CuB．盐桥中K＋移向a电极C．a电极发生还原反应D．电子由Zn电极流出，经盐桥溶液流向b电极题型二：带离子交换膜的原电池【例6】利用反应构成的电池，既能实现有效削减氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。下列说法不正确的是A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B．电极A上发生氧化反应，电极B为正极C．当有(标准状况)被处理时，转移电子的物质的量为0.4molD．A电极的电极反应式为【变6-2】依据反应2Ag+Cl2=2AgCl设计的一种原电池的装置如图。下列说法正确的是A．负极反应为Cl2+2e－=2Cl－B．放电时，离子交换膜右侧溶液中有白色沉淀生成C．理论上，可以用NaCl溶液代替盐酸D．当电路中有0.01mole-转移时，交换膜左侧溶液中约削减0.02mol离子题型三：原电池的应用【变7】有a、b、c、d四种金属。将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，a不断腐蚀；将a、d分别投入同浓度的盐酸中，d比a反应猛烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变更；假如把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。依据以上现象推断，它们的活动性由强到弱的依次是A．dcab B．dabc C．dbac D．badc【例8】3.25g锌与100mL1mol·L-1的稀硫酸反应，为了加快反应速率而不变更H2的产量，可实行的措施是A．滴加几滴浓盐酸 B．滴加几滴浓硝酸C．滴加几滴硫酸铜溶液 D．加入少量锌粒【变9】设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。（1）写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：___________。（2）若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：①负极：___________②正极：___________。（3）画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：①不含盐桥②含盐桥题型四：原电池综合考查【变10-1】某探讨性学习小组依据反应设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和溶液。回答下列问题：（1）此原电池的负极是石墨_____(填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的移向_____(填“甲”或“乙”)烧杯。（2）正极反应式为：_______。（3）若不考虑溶液的体积变更，浓度变为，则反应中转移的电子为_______mol。【题1】下图为番茄电池装置示意图，下列说法正确的是A．铜片上发生氧化反应 B．锌片质量减小，发生还原反应C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．该装置可将电能转化为化学能【题2】下列关于下图装置(该盐桥为含KNO3的琼脂)的说法正确的是A．银电极是负极B．铜电极上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+C．外电路中的电子是从银电极流向铜电极D．盐桥中K+移向CuSO4溶液【题3】用阴离子交换膜限制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O，反应为2Cu+H2OCu2O+H2装置如图，下列说法中正确的是A．电解时Cl-通过交换膜向Ti极移动B．阳极的电极反应式：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2OC．阴极OH-放电，有O2生成D．Ti电极上生成的气体和Cu电极上生成的固体的物质的量之比为2：1【题4】利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消退NO2的简易装置如图所示。下列说法正确的是A．a电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2OB．消耗4.48LNH3时，被消退的NO2的物质的量为0.15molC．若离子交换膜是阳离子交换摸，装置右室中溶液的碱性减弱D．整个装置中NaOH的物质的量不断削减【题5】欲提高Cu粉与1.2mol/L的HNO3溶液的反应速度，可加入下列什么试剂（）A．蒸馏水 B．碳酸钠固体 C．食盐水 D．AgNO3溶液（少量）【题6】写出Fe和­Cu­、浓硝酸构成的原电池的电极反应式及电池反应式。负极反应式：___________；正极反应式：___________。电池反应式：___________。【题7】分别按图甲乙所示装置进行试验，两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。（1）下列叙述正确的是___________A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极C．两烧杯溶液中浓度均减小D．甲产生气泡的速率比乙慢（2）在甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，一段时间后测得某一电极增重12.8g，则该电池反应共转移电子数目___________（3）甲装置中的能量转化形式为___________能转化为___________能，乙装置中的能量转化形式为___________能转化为___________能（4）假如将反应2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池，则正极电极反应为___________，正极材料是___________，负极材料是___________，电解质溶液是___________。【题8】反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2，请回答下列问题。（1）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是___(填字母)。A．将铁粉改为铁片 B．加入少量醋酸钠固体C．滴加少量CuSO4 D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸（2）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为___极(填“正”或“负”)。石墨棒上产生的现象为___，该极上发生的电极反应为___，原电池工作时溶液中的SO移向___极(填正或负)，若反应产生3.36L气体(已换算成标况下)，则理论上消耗铁的质量是__。（3）试验后同学们经过充分探讨，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___。A．AgNO3+HCl=AgCl+HNO3B．NaOH+HCl=NaCl+H2OC．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)D．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为：___。【练1】化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示，下列说法正确的是A．锌电极发生氧化反应B．锌片和铜片都有O2产生C．电子由铜电极经导线流向锌电极D．原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变【练2】关于如图所示的原电池，下列说法正确的是A．盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移B．可以用铜导线替代图中的盐桥C．铜电极发生氧化反应，其电极反应是D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，锌电极在反应后质量削减【练3】在下图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极，则Y可能是A．锌 B．银 C．石墨 D．铜【练4】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（）A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO42C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴离子、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡【练5】X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，试验结果如图所示：则四种金属的活动性由强到弱的依次为（）A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞WC．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W【练6】如图所示：（1）铜与锌干脆浸在同一电解质溶液中，形成了___________池，铜是___________极；锌是___________极；正极发生___________反应，负极发生___________反应。（2）写出电极反应式：正极：___________负极：___________。（3）溶液中的H+向___________极移动，溶液中的SO向___________极