2018高中化学专题五电化学问题研究51原电池同步练习苏教版6
精编苏教版高中化学选修6专题五电化学问题研究专题测试五
专题五电化学问题研究专题测试(五)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(每小题3分,共45分。
每小题只有一个选项符合题意)1.我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍,依据你所掌握的电镀原理,你认为硬币制作时,钢芯应该做( )A.正极B.负极C.阳极D.阴极解析钢芯属于镀件作阴极,镀层金属作阳极。
答案 D2.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )解析A、B、D均形成原电池使Fe腐蚀,而C中铁被均匀的铜镀层保护。
答案 C3.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述正确的是( )A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析碳棒是惰性电极,因此不会被消耗,A错。
选B中是将燃料的化学能转化为电能和部分热能,B错。
选项D中太阳能电池的主要材料是硅而非二氧化硅。
答案 C4.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是( ) A.正极附近的SO2-4离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出解析题给装置属于原电池装置,负极反应:Zn-2e-===Zn2+,正极反应:2H++2e-===H2↑,电子由负极流出经过外电路流向正极,为形成闭合回路,溶液中的阴离子向负极迁移,阳离子向正极移动。
因此可知只有选项D正确。
答案 D5.某小组进行电化学研究,甲同学设计如下图的装置图,乙同学利用甲的装置桌面其他的药品与材料,不能完成的实验是( )A.使甲同学的正极变为负极B.设计一个新的原电池C.在碳电极上镀锌D.使锌电极受到保护解析A项,将铜与石墨相连,以AgNO3溶液作电解质,铜为负极,正确;B项,铝-铜-AgNO3溶液、铝-铜-Cu(NO3)2溶液等均可以组成新的原电池,正确;C项,镀锌是电解池,错误;D项,锌与铝相连,锌作正极,受到保护,正确。
2017-2018学年高中化学 专题五 电化学问题研究 5.1 原电池教案 苏教版选修6
原电池
一、学情分析与教学设想
该部分内容概念较多,涉及原电池、氧化还原、带电粒子移动、电极及电极反应、内外电路、充放电等。
而学生对这些概念辨析不清,如分不清氧化反应与还原反应、正负极与阴阳极。
除此学生最大的问题是不会写电极反应和怕写电极反应。
因此,本人尝试在教学中变换思路,以物理中带电粒子在电场中定向移动解决阴阳离子向正负极移动问题。
采用分步反应法解决写电极反应难的问题。
二、教学目标
知识与技能:
1.基本掌握原电池的原理;
2.基本掌握电极反应方程式的书写。
过程与方法:
1.以物理中带电粒子在电场中定向移动解决阴阳离子向正负极移动问题;2.用分步反应法实践写电极反应。
情感态度与价值观:
1.能在思考交流过程中倾听他人意见,相互启发,体会到合作交流的重要;2.通过对阴阳离子向正负极移动的探讨,树立起事物间相互联系的思想。
三、教学重点和难点
重点是原电池的原理;难点是电极反应方程式的书写。
四、教学过程
2
五、板书设计
原电池、电源
一、原电池
离子移动示意图
二、电源
书写电极反应方法:分步反应法
第一步:电极发生的反应;
第二步:第一步的产物与电解质反应;
第三步:电极反应式是以上两步的加和式。
3。
高中化学专题五电化学问题研究课题1原电池(第2课时)苏教选修6
稀H2SO4
(3)电极反应式和电池总反应式?
(4)电子、离子如何移动? (5)与Zn和稀硫酸直接反应相比有何区别?
如何让下面的装置形成原电池?
A
Zn
Cu
ZnSO4 (aq)
CuSO4 (aq)
(3)
盐 桥
装有KCl饱和溶液的琼脂,离子 在盐桥中能移动
盐桥
丹尼尔电池
盐桥的作用?
(1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。 (2)平衡电荷。
四、金属的防护方法
1、金属腐蚀快慢的判断
电解池的阳极 > 原电池的负极 > 化学腐蚀 > 原电池的正极 > 电解池的阴极
2、金属的防护方法
①改变金属内部结构
②覆盖保护层 ③电阴极保护法
练习.下列叙述正确的是[ ] A.原电池中阳离子向负极移动 B.原电池的负极发生氧化反应 C.马口铁(镀锡)的表面一旦破损,铁腐蚀加快 D.白铁(镀锌)的表面一旦破损,铁腐蚀加快
CH4+10OH- - 8e-=C,O32- +7H2O a b
此时电池内总的反应式
。
CH4+2O2+2KOH= K2CO3+3H2O
H2O
CH4
O2
KOH溶液
练习2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率, 因盐而混受合到物重用视电解.可质用,LCiO2C为O阳3和极N燃a2气CO,空3的气熔与融 C工O作2的的混燃合料气电为池阴,完极成助有燃关气的,制电得池在反6应50式0℃: 下
缺点:电流密 度依然较小, 不足以使小灯 泡发亮
总结:原电池装置设计要求
提高电池的放电效率; 增大电池的电流密度, 延长电池的工作时间, 。。。。。。。
2018_2019版高中化学专题五电化学问题研究专题测试五苏教版选修6
专题五电化学问题研究专题测试(五)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(每小题3分,共45分。
每小题只有一个选项符合题意)1.我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍,依据你所掌握的电镀原理,你认为硬币制作时,钢芯应该做( )A.正极B.负极C.阳极D.阴极解析钢芯属于镀件作阴极,镀层金属作阳极。
答案 D2.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )解析A、B、D均形成原电池使Fe腐蚀,而C中铁被均匀的铜镀层保护。
答案 C3.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述正确的是( )A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析碳棒是惰性电极,因此不会被消耗,A错。
选B中是将燃料的化学能转化为电能和部分热能,B错。
选项D中太阳能电池的主要材料是硅而非二氧化硅。
答案 C4.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是( ) A.正极附近的SO2-4离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出解析题给装置属于原电池装置,负极反应:Zn-2e-===Zn2+,正极反应:2H++2e-===H2↑,电子由负极流出经过外电路流向正极,为形成闭合回路,溶液中的阴离子向负极迁移,阳离子向正极移动。
因此可知只有选项D正确。
答案 D5.某小组进行电化学研究,甲同学设计如下图的装置图,乙同学利用甲的装置桌面其他的药品与材料,不能完成的实验是( )A.使甲同学的正极变为负极B.设计一个新的原电池C.在碳电极上镀锌D.使锌电极受到保护解析A项,将铜与石墨相连,以AgNO3溶液作电解质,铜为负极,正确;B项,铝-铜-AgNO3溶液、铝-铜-Cu(NO3)2溶液等均可以组成新的原电池,正确;C项,镀锌是电解池,错误;D项,锌与铝相连,锌作正极,受到保护,正确。
2024-2025学年高中化学专题五电化学问题研究5.1原电池教案苏教版选修6
D.金属电极的材料
答案:A、B、C、D
解析:原电池的电动势受到多个因素的影响,包括温度、电解质溶液的浓度、金属电极的表面积和材料等。这些因素的改变都会影响原电池的电动势。
5.例题五:
题目:以下哪个设备可以用来测量原电池的电动势?
A.电流表
B.电压表
C.电阻表
D.电导表
答案:B.电压表
3.学生可能遇到的困难和挑战:在学习原电池的知识时,学生可能会对原电池的工作原理以及电极反应的理解感到困难。此外,学生可能对如何将理论知识运用到实际问题中感到困惑。还有,对于部分学习风格偏向理论的学生,如何激发他们学习电化学的兴趣也是一个挑战。
教学方法与策略
1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法:针对本节课的内容,我将采用讲授法为主,结合案例研究、项目导向学习和讨论法进行教学。在讲授原电池的基本概念和工作原理时,我将运用清晰的逻辑和生动的实例,帮助学生理解和记忆。通过案例研究和项目导向学习,让学生将理论知识应用于实际问题中,提高分析和解决问题的能力。同时,组织学生进行讨论,促进学生之间的交流和思考。
然而,在教学过程中,我也发现了一些问题和不足之处。首先,在讲解原电池的基本概念和工作原理时,我发现部分学生对概念的理解存在一定的困难。因此,我需要进一步改进我的教学方法,通过更多的实例和图片来帮助学生更好地理解和记忆这些概念。其次,在课堂互动环节,我发现部分学生参与度不高,这可能是由于他们对原电池的兴趣不足。因此,我需要进一步了解学生的兴趣点,并尝试将更多的实际案例和应用场景引入课堂,以激发学生的学习兴趣。
3.确定教学媒体和资源的使用:为了提高教学效果,我将利用PPT、视频和在线工具等多种教学媒体和资源。在课堂上,我将使用PPT展示原电池的相关知识点,通过图文并茂的方式,帮助学生更好地理解和记忆。同时,播放与电化学相关的视频,让学生直观地观察实验现象,加深对原电池的认识。此外,我还将引导学生在线上查找相关资料,利用在线工具进行自主学习和讨论,提高学生的学习主动性和积极性。
2017-2018学年高中化学专题五电化学问题研究5.1原电池同步练习苏教版选修6
原电池1.锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为Zn+2MnO2+2NH+4===Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O。
在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应的物质是( )A.MnO2和NH+4B.Zn2+和NH+4C.Zn D.碳棒2.(2011年龙岩高二检测)据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染。
其电池反应为:2Zn+O2===2ZnO,原料为锌粒、电解液和空气。
则下列叙述正确的是(双选)( )A.锌为正极,空气进入负极反应B.负极反应为Zn-2e-===Zn2+C.正极发生氧化反应D.电解液肯定不是强酸3.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。
下列说法正确的是( )A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-===Cu2+4.烧过菜的铁锅未及时洗涤(残液中含NaCl等),第二天便出现红棕色锈斑。
下列反应表示整个过程可能发生的变化,其中不.符合事实的是( )A.2H2O+O2+4e-===4OH-B.Fe-3e-===Fe3+C.Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓D.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)35.某学校设计了一节实验活动课,让学生从废旧电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质,整个实验过程如下。
回答有关问题。
(1)干电池的基本构造和工作原理如图为干电池的基本构造图。
2018-2019学年苏教版化学选修6专题5电化学问题研究单元测试题
1、用铜片、银片设计成如图所示的原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是()A.电子通过盐桥从乙池流向甲池B.铜导线替换盐桥,原电池仍继续工作C.开始时,银片上发生的反应是:Ag-e-=Ag+D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同【答案】D【解析】解:根据原电池工作原理,电子由负极(Cu)沿导线传递给正极(Ag),电解质溶液中阴离子沿盐桥从乙流向甲;正极(Ag):2Ag++2e-=2Ag,负极(Cu):Cu-2e-=Cu2+,总反应:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,与将Cu片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应相同。
故选D。
2、铜锌原电池(如图)工作时,以下说法正确的是()①电子流动方向从Zn-灯泡-Cu-盐桥;②Zn电极的质量减轻Cu电极的质量增重;③盐桥中的K+移向CuSO4溶液;④将锌片浸入硫酸铜溶液发生的化学反应与该电池反应相同为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu;⑤Zn电极失电子发生还原反应A.①②③ B.②④⑤C.②③④ D.③④⑤【答案】C【解析】解:①Zn的金属性强于铜,锌是负极,铜是正极,但电子不能通过盐桥传递,①错误;②锌是负极,锌电极质量减轻,正极铜离子放电析出铜,电极质量增加,②正确;③铜电极是正极,在溶液中,阳离子往正极移动,K+移向CuSO4溶液,③正确;④电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同,Zn+Cu2+=Zn2++Cu,④正确;⑤锌失去电子,发生氧化反应,⑤错误,答案选C。
3、某科研小组公司开发了Li-SO2Cl2军用电池,其示意图如图所示,已知电池反应为:2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑;下列叙述中错误的是A. 电池工作时负极材料是Li,发生氧化反应B. 将电解质溶液改为LiCl的水溶液,电池性能会更好C. 电池工作时电子流向:锂电极→导线→负载→碳棒D. 电池工作过程中,石墨电极反应式为SO2Cl2+2e?=2Cl?+SO2↑【答案】B【解析】电池工作时负极材料是Li,失电子发生氧化反应,故A正确;锂与水能反应,不能将电解质溶液改为LiCl的水溶液,故B错误;电池工作时电子有负极流向正极,故C正确;电池工作过程中,石墨是正极,电极反应式为SO2Cl2+2e?=2Cl?+SO2↑,故D正确。
2018-2019版高中化学(苏教专用)新设计同步选修六课件:专题五 电化学问题研究 专题整合
充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。以铅蓄电池为
例,该过程可结合图示分析:
由此可见,放电过程中,作为负极的 Pb 需转化成 PbSO4,铅化 合价升高,被氧化,Pb 为负极;当放电完毕时,可看做 Pb 极转 化成了 PbSO4, 充电时需让 PbSO4 转化为 Pb, 铅的化合价降低, 被还原,PbSO4 一极为阴极,所以,放电时的负极就是充电时的 阴极,同理可分析放电时:PbO2(正极)―→PbSO4,充电时: PbSO4(阳极)―→PbO2,即放电时的正极就是充电时的阳极。
专题二
可充电电池的探究
本部分是原电池与电解池的融合,考查学生综合运用所学知识
的能力。若要正确理解和掌握可充电电池,需掌握以下知识: (1)可充电电池有充电和放电两个过程,放电发生的是原电池反 应,充电发生的是电解池反应。充电的电极反应与放电的电极 反应过程相反,充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程,
负极:氧化反应 (负失氧) 正极:还原反应 电极 (正得还) 反应 原电池的电极反 应较为复杂,不 易总结出明显的 规律特征
阳极:氧化反应, 溶液中的阴离子或 金属电极失电子(阳 失氧) 阴极:还原反应, 一定是溶液中的阳 离子得电子(阴得 还)
阳极:氧化反应, 金属电极失电 子,并不断溶解 (阳失氧) 阴极:还原反应, 电镀液中的镀层 金属阳离子得电 子(阴得还)
导线 负极――→阴极→ 电子 导线 流向 负极――→正极 导线 阳极――→正极
同电解池
电流 方向
导线 正极――→负 极→电解质溶 液→正极
导线 正极――→阳极→电解质溶 导线 液→阴极――→电源负极→ 电源正极
同电 解池
电解质导电的过程实质上就是电解过程; 电解是在外 对比 电源的作用下被迫发生氧化还原的过程, 把电能转化 为化学能,而在原电池中正好相反,是自发的氧化还 原反应的过程,把化学能转化为电能
最新-高中化学《原电池》同步练习5 苏教版选修6 精品
原电池一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.如图所示是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如下,则卡片上的描述合理的是()C.④⑤⑥D.③④⑤解析:①中Cu为正极,Zn为负极,③中SO2-4向负极移动,⑤中电子的流向是:Zn―→Cu,⑥中正极反应式:2H++2e-===H2↑,故①③⑤⑥错.答案:B2.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量的CuSO4溶液,如各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,正确的是()解析:若向a中加入少量的CuSO4溶液,则发生反应:Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4,消耗一部分Zn,生成的Cu附着于Zn上,构成无数微小的Cu-Zn原电池,加快了Zn的反应速率,所以Zn与稀硫酸反应时,加入CuSO4溶液则反应速率加快,生成H2的量a小于b.答案:A3.据报道,我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车在北京奥运会期间为运动员提供服务.某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液,下列有关该电池的叙述不.正确的是()A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2===2H2OD.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24 L Cl2(标准状况)时,有0.1 mol电子转移解析:H2失去电子,在负极上被氧化,产生H+,由于电解液中有大量的OH-,所以电极反应式为:2H2-4e-+4OH-===4H2O.总反应式为:2H2+O2===2H2O,则正极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-.工作一段时间后,KOH溶液被稀释,但KOH的物质的量不变.对D项,n(Cl2)=0.1 mol,转移电子0.2 mol.答案:D4.(2018·南洋月考)利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图.该电池工作时,有关说法正确的是()A.铝罐将逐渐被腐蚀B.炭粒和炭棒上发生的反应为:O2+4e-===2O2-C.炭棒应与玩具电机的负极相连D.该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析:该电池的反应原理是:4Al+3O2===2Al2O3,所以Al作电源负极,与玩具的负极相连,逐渐被腐蚀,A正确,C、D错误;B选项中正确的反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-.答案:A5.(2018·福建高考)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I 2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:由反应2Fe3++2I-2Fe2++I2可知,反应开始时甲中Fe3+发生还原反应,乙中I-发生氧化反应;当电流计读数为零时,则反应达到了平衡状态,此时在甲中溶入FeCl2固体,则平衡向逆反应方向移动,乙中I2发生还原反应,则乙中石墨电极为正极;故选D.答案:D6.一个原电池的总反应方程式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池可能为()解析:由总反应式可知,Zn被氧化,失去电子,Zn应为负极;Cu2+被还原,得电子,即电解质溶液应含Cu2+,由此排除选项A、C,而且正极金属应比Zn活动性弱,可排除B选项.答案:D7.(2018·济宁模拟)一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率.现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,一极通CO气体,另一极通O2和CO2混合气体,其总反应为:2CO+O2===2CO2.则下列说法中正确的是() A.通CO的一极是电池的正极B.负极发生的电极反应是:O2+2CO2+4e-===2CO2-3C.负极发生的电极反应是:CO+CO2-3-2e-===2CO2D.正极发生氧化反应解析:据题意知通入CO的一极为电源的负极,CO失去电子转变为CO2,发生氧化反应,故A、B、D错误,C正确.答案:C8.碱性电池具有容量大,放电电流大的特点,因而得到广泛应用.锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH下列说法错误的是()A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减少6.5 g解析:从电池总反应式Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH可以确定Zn为负极,电子从负极流出经外电路流向正极.当外电路中通过0.2 mol电子,参加反应的锌理论上为0.1 mol,即质量减少6.5 g.答案:C9.下图所示装置中, 观察到电流计指针偏转,M 棒变粗,N 棒变细,由此判断下表中所列M 、N 、P 物质,其中可以成立的是 ( )解析:该原电池中M 棒变粗,N 棒变细,说明原电池反应时N 棒溶解作负极,溶液中有金属析出在M 棒上.M 棒作正极.A 、B 选项中,电解质溶液分别为稀H 2SO 4和稀盐酸,原电池工作时,不会有金属析出;C 选项正极反应为Ag ++e -===Ag ,符合题意;而D 选项正极反应为Fe 3++e -===Fe 2+,不会有金属析出. 答案:C10.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的.它以固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O 2-)在其间通过.该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a 、b 均不参与电极反应.下列判断正确的是 ( )A .有O 2放电的a 极为电池的负极B .有H 2放电的b 极为电池的负极C .a 极对应的电极反应为O 2+2H 2O +4e -===4OH -D .b 极对应的电极反应为2H 2-4e -+4OH -===4H 2O解析:原电池中失去电子的物质在负极发生反应,故通H 2的b 极为负极;通O 2的a极为正极.据图示a 极对应的电极反应为:12O 2+2e -===O 2-,b 极对应的电极反应为:H 2+O 2--2e -===H 2O. 答案:B二、非选择题(本题包括4小题,共50分)11.(11分)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等.(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_____________________________________________________________________.(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式.正极反应______________________________________________________;负极反应__________________________________________________________.解析:(1)利用Fe3+转化Fe2+的反应:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,然后改为离子方程式.(2)根据2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+氧化还原反应和原电池的工作原理进行设计,铜作负极,石墨作正极,FeCl3溶液作电解质溶液.答案:(1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(2)装置图如图所示正极反应:2Fe3++2e-===2Fe2+负极反应:Cu-2e-===Cu2+12.(13分)被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点.右图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.试回答下列问题:(1)图中通过负载的电子流动方向________(填“向左”或“向右”).(2)写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式.正极:________________________________________________________,负极:________________________________________________________________, 总反应:__________________________________________________________.(3)为了获得氢气,除了充分利用太阳能外,工业上利用石油产品与水在催化剂作用下制取氢气.写出C 3H 8和H 2O 反应生成H 2和CO 的化学方程式:______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________;(4)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,正极反应式为______________________________________________________________________; 负极反应式为____________________________________________________. 解析:H 2在负极上被氧化,O 2在正极上被还原,电解质溶液为KOH 溶液,在书写电极反应式时不出现H +,可以出现OH -.写甲烷燃料电池的电极反应式时,甲烷被O 2氧化的产物是CO 2,在碱溶液中继续反应生成CO 2-3. 答案:(1)向右 (2)2H 2O +O 2+4e -===4OH -2H 2+4OH --4e -===4H 2O 2H 2+O 2===2H 2O(3)C 3H 8+3H 2O=====催化剂高温3CO +7H 2 (4)2O 2+4H 2O +8e -===8OH -CH 4+10OH --8e -===CO 2-3+7H 2O 13.(16分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol/L H 2SO 4溶液中,乙同学将电极放入6 mol/L 的NaOH 溶液中,如图所示.请回答:(1)写出甲池中正极的电极反应式:_____________________________________.(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式:负极____________________,总反应的离子方程式为________________________________________________________________________.(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出________活动性更强,而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号).(4)由此实验,可得到如下哪些正确结论?答:________(填写字母序号).a.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质b.镁的金属性不一定比铝的金属性强c.该实验说明金属活动性顺序已过时,已没有实用价值d.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法__________(填“可靠”或“不可靠”).如不可靠,请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (如可靠,此空可不填).解析:构成原电池的条件中其一是有两种活泼性不同的金属作电极且相对活动的金属作负极.一般比较金属活动性时按照金属活动性顺序.但也有其它情况.因金属活动性顺序的排列是在一般酸中的反应顺序.当溶液改为NaOH溶液时,由于Mg不反应,而Al能跟NaOH溶液反应,在这种情况下,对于NaOH溶液而言,Al比Mg活泼,在该装置中铝作负极.因此,判断原电池正负极时,应考虑到对应介质,谁越易跟电解质溶液反应,谁就作负极.判断原电池正负极,可在两极间连一电流计,根据电流方向来判断,如图所示答案:(1)2H++2e-===H2↑(2)Al+4OH--3e-===AlO-2+2H2O2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑(3)Mg Al(4)a、d(5)不可靠在两极之间连上一个电流计,测电流的方向,根据“电流由正极流向负极”来判断14.(10分)(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60 g,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47 g,试计算:①产生氢气的体积(标准状况)为_______________________________________________________________________;②通过导线的电量(已知N A=6.18×1183mol-1,电子电荷为 1.60×11-19C)为_ _______________________________________________________________________.解析:(1)在锌片、银片和稀H2SO4组成的原电池中锌片作负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;银片作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑.(2)两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出洗净干燥称重为47 g,说明锌片已经被反应掉13 g,因消耗的Zn和产生的H2的物质的量之比为1∶1,可得出:①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气在标准状况下的体积为x,m(Zn)=60 g-47 g=13 g.Zn+2H+===Zn2++H2↑65 g22.4 L13 g xx=13 g×22.4 L÷65 g=4.48 L②通过导线的总电量=13 g65 g/mol×2×6.18×1183mol-1×1.6×10-19C=3.85×118 C 答案:(1)Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑(2)①4.48 L②3.85×118 C。
小初高学习2017_2018学年高中化学专题五电化学问题研究课题1原电池学案苏教版选修6
课题1 原电池一、原电池工作原理1.原理图示2.原电池的判断方法(1)先分析有无外接电源,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池,然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是“四看”:看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极);看溶液——两极插入溶液中;看回路——形成闭合回路或两极直接接触;看本质——有无氧化还原反应发生。
(2)多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看作电解池。
【例1】在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是( )A.正极附近的SO2-4浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出解析:本题符合铜锌原电池的形成条件,原电池工作时,电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。
负极锌片:Zn-2e-===Zn2+;正极铜片:2H++2e-===H2↑;总反应为:Zn+2H+===Zn2++H2↑。
原电池中没有产生O2。
SO2-4向负极移动。
答案:D1-1下列装置中明显有电流产生的是( )二、原电池正负极的判断与电极反应式的书写1.正负极的判断在书写原电池的电极反应式时,首先应正确判断原电池的两个电极哪一个是正极,哪一(1)书写电极反应式时,按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应,首先正确判断出电极反应产物,然后结合反应物及转移电子数量写出反应式,再结合质量守恒、电荷守恒配平各电极反应式。
(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则H2O必须写入正极反应式中,且O2生成OH-;若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,且O2生成H2O;若在熔融盐电解质中反应,则O2可能得电子变成O2-。
(3)正负电极反应式相加得到电池反应的总方程式,若能写出已知电池反应的总方程式,可以减去较易写出的电极反应式,从而得到较难写出的电极反应式。
2018_2019版高中化学专题五电化学问题研究课题一原电池习题苏教版选修6
课题一原电池(时间:45分钟)1.下列说法正确的是( )A.构成原电池正极和负极的材料必须是金属B.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原C.实验室欲快速制取氢气,可利用粗锌与稀H2SO4反应D.原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析构成原电池电极的材料可以是导电非金属,如碳棒;电子流出的极为负极,发生氧化反应;粗锌可与稀H2SO4构成原电池加速反应的进行;原电池反应后,电极产物仍会具有一定的能量,故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能。
答案 C2.如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥解析①是铁发生电化学腐蚀。
②③④均为构成原电池,由金属的活动性可知,③中铁作正极,受到保护;②、④中铁作负极受到腐蚀,由于Fe和Cu的金属活泼性相差较Fe和Sn的大,故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀更快。
⑤⑥为电解池,⑤中铁作阳极,加快了Fe的腐蚀,⑥中铁作阴极受到保护。
根据以上分析可知,铁其中被腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥。
答案 C3.关于如图所示的原电池,下列说法正确的是( )A.电子从锌电极通过电流计流向铜电极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↑解析由于锌比铜活泼,因此锌作负极失电子发生氧化反应,铜片上Cu2+得电子发生还原反应,Cu2++2e -===Cu。
在原电池中阴离子向着负极移动,而阳离子向着正极移动,故只有A正确。
答案 A4.上海世博会期间,氢氧燃料电池车进入世博园,园区内实现了公共交通“二氧化碳零排放”。
下列说法中正确的是( )A.CH4燃料电池车也能实现“二氧化碳零排放”B.燃料电池正极发生氧化反应C.通入氢气的一极为燃料电池的负极D.氢氧燃料电池把H2和O2燃烧放出的热能转化为电能解析CH4燃料电池工作时能够生成CO2,A项错误;在燃料电池正极,O2得电子发生还原反应,B项错误;氢氧燃料电池把贮存在H2和O2内部的化学能转化为了电能,D项错误。
2017--2018学年高中化学专题五电化学问题研究单元综合测试苏教版选修
专题五电化学问题研究1(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分,每小题有1~2个选项符合题意)1. 某小组为研究电化学原理,设计如图所示装置。
下列叙述不正确的是()a b r nA. a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B. a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Ci f++2e_ CuC. 无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D. a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2^铜电极移动解析:本题考查原电池、电解池的原理、判断及其应用。
若a和b不连接,则不能构成原电池,单质铁直接与C L T发生氧化还原反应而置换出铜,离子方程式为Fe+Cl+—Fe2++Cu,A正确;若a和b用导线连接,则构成原电池,此时铁作负极,铜作正极,电极反应式分别为Fe-2e _ Fe2+> Cu2++2e- —Cu,B正确;由A B分析可知,选项C是正确的;若a和b分别连接直流电源正、负极,则构成电解池,此时铜作阳极失去电子被氧化,铁作阴极,在电解池中阳离子向阴极运动,因此选项D是错误的。
答案:D2. 关于金属腐蚀的叙述中,正确的是()nA. 金属被腐蚀的本质是:M+ nH2^=M(0H)+$B. 马口铁镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化C. 金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D. 常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀解析:金属被腐蚀的本质是金属被氧化,不一定生成氢气,A不正确。
马口铁指铁镀锡,由于铁的活动性强于锡,铁被氧化。
D项中化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,以电化学腐蚀性为主。
答案:C3. 铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是()Hg水般A. 负极电极反应式为Fe-3e-Fe3+1B. 此过程中还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+Q 4Fe(OH)31。
化学:专题五电化学问题研究-课件苏教版选修6
电池的电流密度,延长电池的
工作时间。
二、实验基本原理
电池反应 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
外电路 检流计 电子迁移 内电路 盐 桥 离子迁移
正极 Cu2+ + 2e- = Cu
负极 Zn - 2e- = Zn2+
CuSO4溶液 ZnSO4溶液
K+迁入 Cl- 迁入
4、体会观察和分析实验现象对于化学研究 的重要性。
发展要求:
1、初步了常见阳离子在溶液 中电极上的放电次序。
2、能根据阳离子的放电次序 判断电解池阴极产物。
说明:
1、拓展实验“阿伏加德罗常数的测定” 重在让学生体验用电化学手段进行科学研 究的方法,使学生能按给出的方案进行实 验、采集数据,能根据给出的公式处理实 验数据并得出结论,不要对实验原理进行 纠缠。 2、拓展实验“用铜电极电解饱和食盐水” 重在让学生通过对实验现象的观察,引起 学生思考,并结合自己已有的知识作出解 释,不必寻求结论的完整和统一。
二、本实验基本原理及其在实验化学 中的地位
传统教材 : 实验目的→实验原理→实验用品→ 实验步骤→实验记录→问题与讨论
新教材:
知识预备→课题方案设计→记录 与结论→交流讨论
功能:
1、将各知识性栏目穿插在课题的各部分内容中, 使学生的知识目标和实验技能目标有机地整合 在每一个课题中 。
2、实验已非纯粹的实验,而是一个内涵丰富 的课题,通过对课题的学习,学生将会在化学 知识、实验技能、实验方法、科学态度、创新 精神与实践能力等方面得到全面的发展。
铜锌原电池
三、实验操作要点
1.装置的组装 取一块锌片(6cm×3.3cm)和一
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原电池
1.锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为Zn+2MnO2+2NH+4===Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O。
在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应的物质是( )
A.MnO2和NH+4B.Zn2+和NH+4
C.Zn D.碳棒
2.(2011年龙岩高二检测)据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染。
其电池反应为:2Zn+O2===2ZnO,原料为锌粒、电解液和空气。
则下列叙述正确的是(双选)( )
A.锌为正极,空气进入负极反应
B.负极反应为Zn-2e-===Zn2+
C.正极发生氧化反应
D.电解液肯定不是强酸
3.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖
的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所
示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。
下列说法正确
的是( )
A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移
B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-
C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-===Cu2+
4.烧过菜的铁锅未及时洗涤(残液中含NaCl等),第二天便出现红棕色锈斑。
下列反应表示整个过程可能发生的变化,其中不.符合事实的是( )
A.2H2O+O2+4e-===4OH-
B.Fe-3e-===Fe3+
C.Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
5.某学校设计了一节实验活动课,让学生从废旧电池中回收碳棒、MnO
2、
NH4Cl、ZnCl2等物质,整个实验过程如下。
回答有关问题。
(1)干电池的基本构造和工作原理
如图为干电池的基本构造图。
干电池工作时负极上的电极反应是
__________________________,MnO2的作用是除去正极上的产物H2,该反应方程式为2MnO2+H2===Mn2O3+H2O。
(2)锌皮和碳棒的回收
用钳子和剪子剪开待回收的干电池的锌筒,将锌皮和碳棒取出,并用毛刷刷干净,将电池内的黑色粉末移入烧杯中。
(3)氯化铵、氯化锌的提取、检验和分离
①如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2等晶体的混合物?写出简要的实验步骤
________________________________________________________________________。
②设计简单的实验证明所得晶体中含有NH+4。
实验步骤
________________________________________________________________________;
实验现象
________________________________________________________________________;
有关的离子方程式
________________________________________________________________________。
③用________的方法可将NH4Cl和ZnCl2的晶体混合物分离开。
④最后剩余的黑色残渣的主要成分是MnO2,还有炭黑和有机物等。
可用灼烧的方法除去杂质,该实验中要用到的主要仪器有
________________________________________________________________________。
答案:
1. 解析:选A 。
由锌锰干电池的总反应知,Zn 为负极,MnO 2为正极上发生反应的物质,NH +4
为正极上的辅助反应物。
2. 解析:选BD 。
,所以Zn 作负极,负极发生氧化反应:Zn -2e -===Zn 2+。
如果电解液是强酸,由于c (H +)大,正极的反应是2H ++2e -===H 2↑,而不是O 2得到电子。
因此B 、D 项是正确的。
3.解析:选B 。
Cl -由b 区向a 区迁移,A 错;正极反应为O
2+2H 2O +4e -===4OH
-,B 正确;由题干知铁板发生吸氧腐蚀,铁作负极,发生氧化反应,因此C
项错;铜螺丝钉作正极,因此D 错。
4.解析:选B 。
根据题意,铁在NaCl 溶液中发生吸氧腐蚀,电极反应为:负
极Fe -2e -===Fe 2+,正极2H 2O +O 2+4e -===4OH -,生成的Fe 2+与OH -
结合为Fe(OH)2,并进一步在空气中被氧化为Fe(OH)3。
5.解析:以干电池为情景综合考查物质的提取、检验和分离。
答案:(1)Zn -2e -===Zn 2+
(3)①向小烧杯中加入一定量的蒸馏水,充分搅拌,然后过滤,将滤液移入
蒸发皿中,加热蒸发结晶 ②取少量晶体溶于蒸馏水配成溶液,取少许溶液
于试管中,加入少量NaOH 溶液后加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 试纸变蓝 NH +4
+OH -=====△ NH 3↑+H 2O ③加热 ④坩埚、酒精灯(玻璃棒、三角架等)。