高二化学原电池,教师

1原电池一、原电池原理1、无盐桥的普通电池：负极本身要和电解质反应。两种金属（或金属与非金属）组成电极，若它们都能与电解质单独反应，则较活泼的金属作负极；若只有其中一种金属与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极。2、有盐桥：正负极材料一般不同，依据正负极活泼性强弱不同，使得更活泼的成为负极。3、负极特点总结：a、材料b、电子，电子c、发生反应4、溶液中离子运动方向：5、电极反应式书写：要①注明正负极和电极材料；②满足所有守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）。正负极反应一般写离子方程式，总反应两种方程式都要会写二、不同类型电池电极反应书写1、负极能自发与电解质溶液反应类型（负极失电子；溶液中的离子得电子；正极材料不参与反应）例：Fe-Cu/FeCl3负极：正极：总Al-Mg(NaOH溶液)负极：2Al-6e-+8OH-=2AlO2—+4H2O正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-总反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H22、燃料电池注意：两极材料一般都相同，燃料一定充入负极，O2充入正极（1）氢氧燃料电池（酸性环境）负极：正极：总：（2）氢氧燃料电池（碱性环境）负极：正极总：（3）乙醇燃料电池（碱性环境）2负极:C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总:C2H5OH+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O3、吸氧腐蚀型原电池反应（中性或弱碱性环境，）钢铁吸氧腐蚀为例负极：Fe－2e＝Fe2＋正极：O2＋2H2O十4e＝4OH－总：2Fe+O2＋2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)34、铝-空气-海水电池负极：（Al）：4Al－12e＝4Al3＋正极：（Pt或Fe等）：3O2＋6H2O十12e＝12OH－总：4Al＋3O2十6H2O＝4Al（OH）3↓5、铅蓄电池负极：正极：总：6、碱性锌锰电池负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－总：2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2总结：必须熟悉O2在酸性、中性或碱性条件下的电极反应书写H2O得电子的电极反应书写31．1786年著名的意大利生物学家伽伐尼在做“蛙腿实验”中发现了“生物电”。伽伐尼发现挂在窗前铁栅栏的铜钩上的蛙腿肌肉，每当碰到铁栅栏时，就猛烈地收缩一次。下列关于此实验及现象的说法，不正确的是（）A．铁栅栏和铜钩、青蛙腿之间形成了原电池，产生了电流B．青蛙腿的肌肉组织中带有不同的电荷，相当于电解质溶液C．实验过程中，铁栅栏失去电子，发生还原反应D．形成原电池，铜钩做正极，铁栅栏做负极2、在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L升气体，则流过导线的电子为mol,溶液的pH值变_________？（溶液体积变化忽略不计）3、有A、B、C、D四种金属，进行如下实验：①将A、B用导线相连结，浸入稀硫酸溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C。③A、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡。④B、D相连后同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是A、ABCDB、ACDBC、CADBD、BDCA4．下列叙述是某同学做完铜锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是（）A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B．由铜、锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中，铜是负极C．电子沿导线由锌流向铜，进入硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气D．铜、锌原电池工作时，若有13g锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过5．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下列叙述不正确．．．的是A．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3—3e－+5OH－=FeO24+4H2OC．放电时负极反应为：Zn—2e－+2OH—=Zn(OH)2D．放电时正极附近溶液的碱性增强6．已知反应AsO43－+2I－+2H+AsO33－+I2+H2O是可逆反应．设计如图装置，进行下述操作：（Ⅰ）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；（Ⅱ）若改往（B）烧杯中滴加40％NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转．则：（Ⅰ）操作过程中C1棒上发生的反应为2I--2e-=I2（Ⅱ）操作过程中C2棒上发生的反应为AsO33-+2e+H2O=AsO43-+2H+放电充电3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH47．依据2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池，如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________。(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为____________________________；X电极上发生的电极反应为____________________________。(3)外电路中的电子是从________极流向______极。（4）盐桥中填充的是琼脂KBr，则Br—朝向_____溶液方向移动。(1)铜(或Cu)AgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－===AgCu－2e－===Cu2＋（3）负(Cu)正(Ag)8．在碱性锌锰干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。下列该电池的电极反应，正确的是()A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋B．负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋C．该电池为二次电池D．正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－9．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO2－3＋12H2O,7H2O＋7/2O2＋14e－===14OH－，有关此电池的推断正确的是()A．通氧气的电极为负极B．参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变D．放电一段时间后，负极周围的pH升高10．铅蓄电池的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。试根据上述情况判断：(1)蓄电池的负极材料是__________。(2)工作时，正极反应为_____________________________________________________。(3)工作时，电解质溶液的酸性________(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。(5)电流方向从________极流向________极。11．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()。5A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑12．某潜航器使用新型镁－过氧化氢燃料电池系统，其工作原理如图所示。以下说法中错误的是()。A．当电路中有2mol电子转移时，镁电极的质量减轻24gB．电池工作时，正极上有H2生成C．工作过程中溶液的pH会增大D．电池正极的反应式为H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O13．科研人员设想用右图所示装置生产硫酸，下列说法正确的是()。A．a为正极，b为负极B．负极反应式为2H2O＋SO2－2e－===SO42－＋4H＋C．电子从b极向a极移动D．生产过程中H＋向a电极区域运动14．据报道，以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3)和H2O2作原料的燃料电池可用作空军通信卫星电源，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()。A．电池放电时Na＋从b极区移向a极区6B．电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用C．每消耗1molH2O2，转移的电子为1molD．该电池的正极反应为：BH4－＋8OH－－8e－===BO2－＋6H2O解析由装置图可知，H2O2得电子化合价降低，所以b为正极，a为负极，原电池中阳离子向正极移动。负极反应为：BH4－＋8OH－－8e－===BO2－＋6H2O。每消耗1molH2O2，转移的电子为2mol。答案B15．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()。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，乙中的石墨电极为负极解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流计读数为零时Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。答案D16．实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()。A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋解析该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋。由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。答案B17．(11分)某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋78H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：(1)此原电池的正极是石墨________(填“a”或“b”)，发生________反应。(2)电池工作时，盐桥中的SO42－移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲_______________________________________________________________，乙_______________________________________________________________。(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5mol·L－1，则反应中转移的电子为________mol。解析(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，SO42－向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO4－＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe2＋－5e－===5Fe3＋。(4)溶液中的MnSO4浓度由1mol·L－1变为1.5mol·L－1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5mol·L－1×0.2L＝0.1mol，转移的电子为0.1mol×5＝0.5mol。答案(1)a还原(2)乙(3)MnO4－＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O5Fe2＋－5e－===5Fe3＋(4)0.5