(十五) 4.1 原电池 Word版含解析
高中化学《原电池》习题含解析
1.以下表达不正确的选项是 ()A.依据一次能源和二次能源的区分,氢气为二次能源B.电能是现代社会中应用最宽泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C.火力发电是将燃猜中的化学能直接转变成电能的过程D.在火力发电过程中,化学能转变成热能的过程其实是氧化复原反响发生的过程,陪伴着能量的变化C[ 氢气不可以从自然界中直接获得,是二次能源,电能也是二次能源,且使用方便、污染最小,A 、B 两项正确;以煤为原料,火力发电的能量转变过程:焚烧蒸汽发电机化学能――→热能――→机械能――→电能, C项错误, D 项正确。
]2. 以下装置能形成原电池的是()A. ①②③⑦B. ①②⑤⑥C.①②③④D.①②③⑥⑦【分析】选 A。
依据构成原电池的“两极一液一线一反响”判断, 装置④不可以形成闭合回路 ; 装置⑤不拥有两个活动性不一样的电极, 只好发生氧化复原反响 ; 装置⑥ 中酒精不是电解质溶液。
3.以下说法正确的选项是 ()A.HCl + NaOH===NaCl+H2O 是放热反响,能够设计成原电池B.将铜片和锌片用导线连结插入酒精中,电流表指针发生偏转C.在铜-锌-稀硫酸原电池中,电子由锌经过导线流向铜,再由铜经过电解质溶液抵达锌D.原电池中阳离子向正极挪动答案D分析中和反响中无电子转移,不可以设计为原电池。
酒精是非电解质,该装置不可以构成原电池,不可以形成电流。
电子不可以经过溶液,原电池中电解质溶液经过离子的挪动导电。
由电流方向可知原电池中阳离子向正极挪动。
4.以下对于铜-锌-稀硫酸构成的原电池的有关表达,错误的选项是() A.锌为负极,锌发生氧化反响B.铜为正极,铜不易失掉电子而遇到保护C.负极发生复原反响,正极发生氧化反响D.外电路电子流入的一极为正极,电子流出的一极为负极答案C分析在铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,锌是负极,铜是正极,因此锌极发生氧化反响;铜电极上是溶液中的阳离子 H+得电子,发生复原反响;外电路电子的流向应当是由负极流向正极。
高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿
高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿一、引言本课我们将学习原电池的相关知识。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。
二、原电池的构成和工作原理原电池由两个半电池和电解质组成。
半电池分为阳极和阴极,电解质则负责传递离子。
当阳极和阴极通过电解质相连时,化学反应会导致电子在电路中流动,产生电流。
三、原电池的种类1. 干电池干电池是一种常见的原电池,它使用固态或半固态的电解质。
干电池具有体积小、重量轻、使用方便等特点,广泛应用于电子设备、玩具等领域。
2. 燃料电池燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置。
它使用可燃性物质(如氢气、甲醇等)作为燃料,通过与氧气发生反应产生电能。
燃料电池具有高能量转化效率、环保等优点,在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
四、原电池的应用1. 电子设备原电池广泛应用于各种电子设备,如手持式电子产品、遥控器、闹钟等。
干电池由于便携性好且寿命较长,成为这些设备的常用电源。
2. 交通工具燃料电池作为一种新型的清洁能源装置,被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。
燃料电池车辆具有零排放、低噪音等特点,有望成为未来交通工具的主流。
五、总结原电池作为一种将化学能转化为电能的装置,在我们的生活和工业生产中扮演着重要角色。
通过学习本课,我们了解了原电池的构成和工作原理,以及干电池和燃料电池的种类和应用领域。
希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中,进一步加深对原电池的理解。
谢谢!。
2020-2021学年高中化学人教版选修4学案:4.1 原电池 Word版含解析
姓名,年级:时间:第四章电化学基础第一节原电池学习目标核心素养1.以铜锌原电池为例,了解原电池的工作原理。
2.会正确判断原电池的正极和负极,能正确书写电极反应式和电池反应方程式。
3.能设计简单的原电池。
1。
宏观辨识与微观探析:从宏观和微观的角度理解电子的移动、阴阳离子的移动、氧化反应及还原反应的发生、电流的形成过程和原理。
2.变化观念与平衡思想:进一步深化对化学能与电能相互转化的认识,了解从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化,理解带有盐桥原电池的实用性.一、原电池及其工作原理1.原电池(1)概念:将化学能转化为电能的装置。
(2)实质:利用能自发进行的氧化还原反应将化学能转化为电能。
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)3.原电池形成条件(1)两个活泼性不同的电极较活泼金属作负极,较不活泼金属或非金属作正极。
(2)电解质溶液两电极必须浸在电解质溶液中.(3)形成闭合回路用导线(或盐桥)分别连通外电路、内电路。
(4)自发氧化还原反应实质性非物质形式条件。
二、原电池的设计理论上,能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池。
实际设计时应注意以下几方面。
(1)外电路负极(还原性较强的物质)错误!正极(较稳定的金属或能导电的非金属).(2)内电路将两极浸入电解质溶液中,使正、负离子作定向运动。
(3)闭合电路探究点一原电池的构成条件和工作原理1.原电池的构成条件(1)具有不同的电极,较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应;较不活泼金属或非金属(石墨等)作正极,得到电子,发生还原反应,此电极本身不变。
(2)具有电解质溶液。
(3)具有导线相连(或直接接触)组成的闭合回路.(4)有能自发进行的氧化还原反应(有明显电流产生时需具备此条件)。
a.不要形成“活泼金属一定作负极”的思维定式,如下图甲池中Mg作负极:Mg-2e-===Mg2+,Al作正极:2H++2e-===H2↑;乙池中由于镁不与强碱反应而Al和NaOH溶液的反应能自发进行,所以Al作负极:Al-3e-+4OH-===AlO-,2+2H2O,Mg作正极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
化学人教版高二选修4素材:教材梳理_第四章第一节_原电池_word版含解析
庖丁巧解牛诱学·导入·点拨材料一:水果可以“发电”吗?实验步骤:(1)在切成一半的柠檬或橙子中,插入不锈钢小刀。
(2)在小刀的附近横切一个小口。
(3)在(2)切成的小口中插入剪成四方形的铝箔。
(4)用相同的方法把叉子和汤匙插入水果中,在它们横着的方向插入铝箔。
(5)用带接线夹导线把铝箔与汤匙、铝箔与叉子连接起来。
(6)发光二极管的阳极一端接铝箔,阴极一端接叉子或者小刀之类的餐具。
实验现象:二极管发光。
材料二:美国研制出利用人体内液体物质发电的电池最近,美国化学家研制出一种可利用人体内液体物质发电的微型电池,有了这种生物燃料电池,人们的身体就有可能利用外部物体提供电能,驱动传感器对自身健康状况进行跟踪监视。
这种新型电池由2根2厘米长、直径千分之七毫米的碳棒组成,两根碳棒上都涂有一层可帮助葡萄糖进行化学反应的催化剂。
每根碳棒都是一个电极,每个电极上还都涂有一层聚合体和葡糖氧化酶。
这种聚合体能够使葡糖氧化酶和每根碳棒之间建立起通电联系。
在另一个电极端,与聚合体建立起“有线”联系的葡糖氧化酶所产生的电子能够溶解人体内的氧气。
这种化学反应进行的时候,整个生物燃料电池所产生的电能就会被送入循环电路中,保证它发出的电能够源源不断地供出去。
问题设置:上述两种电池电能的产生,都离不开生物的体液,这些电能是如何产生的呢?导入点拨:上述电能的产生,都离不开金属导线、电极、生物的体液,并必须构成闭合回路。
为什么需要上述材料呢?电能又是怎样产生的呢?让我们通过本节的学习,揭示其中的奥妙吧。
知识·巧学·升华一、原电池1.定义:把氧化还原反应的化学能转变为电能的装置称为原电池。
2.原电池的原理在氧化还原反应中发生电子的得失,还原剂失去电子,把电子通过导线转移给氧化剂,被氧化;氧化剂得到电子,被还原。
3.原电池结构的改进(1)改进将原电池的氧化剂和还原剂分别盛在不同的容器中,用盐桥将原电池的氧化剂区域和还原剂区域联接起来,形成复杂的原电池:将反应Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,按右图装置连接,在左边的烧杯里盛有ZnSO4溶液,并插入Zn片;在右边的烧杯里盛有CuSO4溶液,并插入Cu片,将两个烧杯用盐桥(盐桥为一倒置的U形管,内部盛有被KCl 饱和的琼脂,其作用是提供离子通道以维持两极溶液的电中性)连接来,将锌片和铜片用导线连接,中间串联一个检流计。
选修4.1原电池
§4.1 原电池
盐桥制法: 将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙),
将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。
2、盐桥的作用 (1)连通两个电解质溶液,形成闭合回路;
(2)使两个容器内溶液保持电中性,从而使氧化还原 反应持续进行。 (平衡电荷)
§4.1 原电池
锌电极——锌半电池
和含有发生还原反应阳离子(Cu )的CuSO4溶液直接接 触,势必导致一部分电子直接传递给硫酸铜中的Cu 使得 向外输出电流不断减弱。当锌极表面完全被铜覆盖后,液
2+ 2+
面下就变成随着反两个完全相同的电极,不再构成原电池,
也就没有电流,不能持续供电了。
§4.1 原电池
有同学这样设计
能够实现负极与发生还原反 应阳离子的不直接接触吗? 电极怎么选?电解质溶液如何选择?
负极 阴离子 移向 溶解、 变轻 负极 正极 有气体 阳离子 移向正 有固体 生成或 极 者无变 化
§4.1 原电池
正负极的判断方法
1、看电极——活泼性强的为负极,活泼性弱的为正极,当
电解质溶液为NaOH溶液和浓HNO3时需谨慎
2、看类型——分析电极反应式,是发生氧化反应是负极,
发生还原反应是正极
§4.1 原电池
A
Cu
Ag
Cu(NO3)2溶液
AgNO3溶液
§4.1 原电池
要点回顾 一、盐桥原电池 (1)盐桥的组成和作用
(2)盐桥原电池工作原理
二、盐桥原电池设计方法
§4.1 原电池
布置作业
1、把反应Cu + Fe2(SO4)3= 2FeSO4 + CuSO4设计成一个 能产生持续稳定电流的原电池装置,画出装置图,写出 两个电极上的电极反应式及总反应式,写在作业本上。
【同步测控 优化设计】高二人教版化学选修四练习:4.1原电池 Word版含答案[ 高考]
第四章电化学基础第一节原电池A组1.有关原电池的下列说法中正确的是()A.在外电路中电子由正极流向负极B.在原电池中负极发生还原反应C.阳离子向正极方向移动D.原电池中正极一定是不活泼金属解析:在外电路中,电子从负极流向正极;原电池中负极发生氧化反应;随着反应的进行,阳离子在正极被还原,所以电解质溶液中的阳离子向正极移动;原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差,但不一定是不活泼金属。
答案:C2.理论上不能设计为原电池的化学反应是()A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0B.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l)ΔH<0C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH<0D.2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq)ΔH<0解析:原电池反应均是自发进行的放热的氧化还原反应,选项A、C、D均属氧化还原反应,理论上可以设计成原电池,而选项B是非氧化还原反应,不能设计成原电池。
答案:B3.某同学制作一个原电池,电池总反应离子方程式为Zn+Cu2+Zn2++Cu,它的组成是()A.Cu为正极,Zn为负极,CuCl2为电解质溶液B.Cu为正极,Zn为负极,ZnCl2为电解质溶液C.Zn为正极,Cu为负极,CuCl2为电解质溶液D.Zn为正极,Cu为负极,CuSO4为电解质溶液解析:根据原电池中正负极的判断方法,可以分析在将反应Zn+Cu2+Zn2++Cu设计为原电池时,由于锌发生了氧化反应,因而负极材料应选择锌;正极材料选择比锌不活泼的金属或者非金属;而电解质溶液中要含有Cu2+。
答案:A4.如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是()A.外电路的电流方向为:X→外电路→YB.若两电极分别为Zn和石墨棒,则X为石墨棒,Y为ZnC.若两电极都是金属,则它们的活动性为X>YD.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应解析:由图可知,电子的流动方向是X→外电路→Y,则电流的方向就为Y→外电路→X;X 为原电池的负极,Y为正极,X的活动性比Y的强;X极应发生氧化反应,Y极应发生还原反应。
原电池练习题及答案解析
4-1《原电池》课时练双基练习1.下列变化中,属于原电池反应的是()A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B.镀锌铁表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀H2SO4反应时,加入少量CuSO4溶液时,可使反应加速解析:A中Al在空气中的氧气直接发生氧化反应;B中的白铁中含Zn,Zn比Fe活泼,在构成原电池时Zn作负极,失去电子,阻止Fe进一步被氧化;C只是铁与H2O发生氧化还原反应,直接生成Fe3O4,不属于原电池反应;D中Fe+CuSO4===Cu+FeSO4,析出的Cu覆盖于Fe的表面,相互接触,构成原电池,故B、D均属于原电池反应。
答案:BD2.100 mL浓度为2 mol/L的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的量,可采用的方法是()A.加入适量的6 mol/L的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量的蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液解析:增大氢离子浓度能加快反应速率,但由于是跟过量的锌片反应,所以再加入适量的6 mol/L的盐酸会影响生成氢气的量,故A错误;加入数滴氯化铜溶液,锌置换出铜以后,就会构成原电池,从而加快反应速率,故B正确;加入适量蒸馏水或加入适量的氯化钠溶液都会减小氢离子浓度,从而减慢了反应速率。
答案:B3.把金属M放入盐N(NO3)2溶液中,发生如下反应,M+N2+===M2++N,以下叙述正确的是()A.常温下金属M和N可跟水反应B.M和N用导线连接放入稀H2SO4中,一定能构成原电池,且N极上有H2放出C.M和N用导线连接并平行放入N(NO3)2溶液中,一定能构成原电池D.由M和N构成的原电池,M一定是负极,且N极上一定产生H2解析:A项,M可以从N(NO3)2溶液中置换出N,说明常温下M和N 都不与水反应;B项,M比N活泼但不一定能置换出酸中的H+;C项,由于可以发生反应:M+N2+===M2++N,因此能构成原电池;D项,M 和N构成的原电池,M不一定是负极,也不一定能产生H2,还需考虑电解质溶液的成分,如Fe、Cu放入浓硝酸中,Fe作正极。
原电池(知识点归纳总结+例题解析)
原电池(知识点归纳总结+例题解析)研究目标】1、了解化学能与电能的转化方式及应用;2、掌握原电池的组成及工作原理;3、认识常见的化学电源和新型电池的开发利用。
要点梳理】要点一、原电池的工作原理1、原电池的定义燃煤发电将化学能转化为电能的过程繁琐、复杂且能耗较大。
而原电池则是一种装置,能够将氧化还原反应释放的能量直接转变为电能。
2、原电池的工作原理实验1:将一块锌片和一块铜片插入稀硫酸中,会出现气泡。
反应:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑。
锌失去电子生成锌离子,硫酸得到电子生成氢离子。
实验2:将锌片和铜片用电线连接起来,中间接一电流计。
锌片逐渐溶解,铜片上有气泡出现,电流计指针发生偏转。
结论:锌反应生成锌离子溶解,铜片上有氢气产生,电流产生。
这样,就构成了原电池。
要点二、原电池的组成条件组成原电池必须具备三个条件:1)提供两个活泼性不同的电极,分别作负极和正极。
负极:活泼性强的金属,该金属失电子,发生氧化反应。
正极:活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨),该电极上得电子,发生还原反应。
2)两个电极必须直接和电解质溶液接触,电解质溶液中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。
3)必须有导线将两电极连接,形成闭合通路。
要点三、原电池的正、负极的判断方法原电池中正负极的判断方法如下:本文介绍了判断电极类型的几种方法,包括根据电极材料、电流方向、离子移动方向、电极反应类型和电极上反应现象等。
同时还提到了判断电流方向时需要注意电源内外电路的不同。
在书写电极反应式时,需要标出正负极和电极材料,并遵循电子得失守恒、质量守恒和电荷守恒三大守恒原则。
此外,还需要根据所处的电解质溶液的酸碱性环境来选择反应产物。
最后,文章以氢氧燃料电池为例,介绍了两种书写电极反应式的方法。
3Cu的反应,可以设计成原电池:Cu|Cu2+||Fe3+|Fe。
其中,Cu为正极,Fe为负极,Cu2+和Fe3+为电解质溶液。
(完整word版)【教材分析】原电池_化学_高中
(完整word版)【教材分析】原电池_化学_高中
第四章电化学基础
第一节原电池
教材分析
本节课的教学内容“原电池”,是人教版《普通高中课程标准实验教科书化学选修4 化学反应原理》中第四章电化学基础的第一节内容。
原电池是中学电化学基础知识,也是学生了解化学原理应用于生活实际的重要切入点之一。
在前期学习过程中,学生已初步掌握将化学能转化为电能的途径,并已有原电池、正极、负极、电解质溶液的概念。
选修阶段的电化学部分的内容为学生提供了一个较为完整和系统的电化学原理相关知识,也为学生理解和运用电化学的知识奠定了基础。
另一方面课本将实验探究充分融入到理论知的学习过程当中,让学生经历科学探究的过程,为学生进一步提高科学探究能力创设了平台。
同时,也充分联系原理在实际生产生活中的运用,让学生体会到化学的有用性,体验科学、技术、社会与环境的密切关系,达到提高学生科学素养的目标.
选修四第四章第一节再次学习原电池的目的在于学生在本节课的学习中,从学生已有的知识基础入手,进一步深化巩固原电池的工作原理及其构成条件,并随之引入盐桥的概念,结合实验探究和理论探究,学习盐桥的作用,并从微观本质上学习掌握盐桥的工作原理。
并在教师引导下进一步掌握判断原电池的正负极的方法和学会正确书写电极反应方程式.同时,也让学生了解原电池的本质及其实质应用,为学习化学电源、燃料电池等打下基础。
1。
高中化学人教版选修四41《原电池》课堂讲稿
高中化学人教版选修四41《原电池》课
堂讲稿
导言
大家好,今天我们将学习高中化学选修四的第41课《原电池》。
原电池是一种常见的电池类型,它的工作原理和应用非常重要。
本课我们将深入了解原电池的构造、工作原理以及它在生活中
的应用。
一、原电池的构造
原电池由两个半电池组成,其中一个半电池是氧化半电池,另
一个是还原半电池。
氧化半电池中的金属棒浸泡在金属离子溶液中,而还原半电池中的金属棒则浸泡在该金属离子的酸性溶液中。
二、原电池的工作原理
原电池通过两个半电池之间的电子传递和离子传递来产生电流。
在氧化半电池中,金属棒失去电子,氧化成离子;而在还原半电池中,金属离子接受电子,还原成金属。
这种电子传递和离子传递的
过程产生了电势差,使电流从氧化半电池流向还原半电池,从而产
生了电能。
三、原电池的应用
原电池在生活中有广泛的应用。
最常见的应用就是在电子设备中使用,如手电筒、遥控器等。
原电池还可以用于供电,如给小型电子设备提供电能。
结束语
通过今天的学习,我们了解了高中化学选修四的第41课《原电池》的内容。
原电池的构造、工作原理以及应用都非常重要,我们需要掌握它们的基本知识。
希望大家通过今天的学习,对原电池有了更深入的理解。
谢谢大家!。
化学 人教版选修4教学设计:4.1《原电池的工作原理》 Word版含答案
同学:举例MP3、随身听、笔记本、计算器、数码相机、汽车发动机的点火装2、工作原理。总反应方程式:Zn + 2H+= Zn2++ H2↑
阅读教材51页,猜想所给装置能否形成原电池。
同学们依据刚才的分析,总结出形成原电池的条件
【板书及投影】:3、组成原电池的条件
(2) 投影屏不行代替黑板
板书是教学过程中引导同学进行思维的重要方式,板书的过程就是引导同学思维的过程因此不能把全部的板书都投影到大屏幕中。要分清主副板书,主板书可以投到大 屏幕,副板书、解题过程、计算过程只能在黑板上,这样。才能保持与同学思维同步,才能依据同学的反应有机地、机敏地把握教学的分寸,对消灭的问题随即作出 反应并准时调整教学内容和教学环节。
二、同学分析
使同学对“利用化学反应造福人类”生疏进一步具体化。把握原电池的工作原理及组成原电池的基本条件
三、教学目标
1、进一步理解原电池的工作原理。
2、了解常见化学电源的类型、工作原理和用途。
3、会依据化学电源的电池反应推断正、负极反应。
4、初步学会运用原电池和电解原理分析可充电电池的有关问题。
四、教学环境
√□简易多媒体教学环境□交互式多媒体教学环境□网络多媒体环境教学环境□移动学习 √其他
五、信息技术应用思路(突出三个方面:使用哪些技术?在哪些教学环节如何使用这些技术?使用这些技术的预期效果是?)200字
多媒体教学技术与老师的教学方式和教学手段的整合
传统的教学手段借助黑板、粉笔以及挂图、仪器、实物等直观教具,通过语言和文字来传授学问的板书教学方法,有其不容抹灭的优点,现代教学手段假如忽视甚至否 定传统教学方法的优点,否认老师对教学的主导地位和同学的主体地位,片面的强调现代教学手段的运用,就会消灭”惟计算机论”、“惟课件论”。笔者认为特殊 应特殊留意以下几点:
2021-2022学年人教版高中化学选修4导学案:4.1原电池 Word版含答案
第一节原电池1.以铜锌原电池为例,了解原电池的工作原理。
2.把握原电池电极反应式和总反应方程式的书写。
3.能设计简洁的原电池。
原电池的工作原理1.原电池(1)概念:将化学能转化为电能的装置。
(2)实质:自发进行的氧化还原反应,把化学能转化为电能。
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)装置示意图现象锌片渐渐溶解,铜片上有红色物质析出,质量增加,电流表指针发生偏转电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出(填“出”或“入”)流入(填“出”或“入”)反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu总反应式Zn+Cu2+===Cu+Zn2+3.盐桥(1)成分:含有琼脂的KCl饱和溶液。
(2)离子移动方向:Cl-移向 ZnSO4溶液(负极区),K+移向 CuSO4溶液(正极区)。
(3)作用:使两个半电池形成通路,并保持两溶液的电中性。
4.原电池形成的条件(1)两个活泼性不同的电极。
(2)电解质溶液或熔融电解质。
(3)形成闭合回路(或两极直接接触)。
(4)能自发地发生氧化还原反应。
5.原电池两极负极:一般是活泼性较强的金属,发生氧化反应。
正极:一般是活泼性较弱的金属(或导电非金属),发生还原反应。
1.推断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在原电池构成的闭合回路中,电子从原电池的正极通过导线流向负极。
( )(2)原电池的正极肯定是化学性质较不活泼的金属。
( )(3)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。
( )(4)原电池正极发生氧化反应,负极发生还原反应。
( )(5)不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池装置可以实现。
( )(6)碳棒不能用来作原电池的电极。
( )(7)反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+能以原电池的形式来实现。
( )答案:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√2.锌铜稀硫酸构成的原电池装置如下:指出上述装置中正、负极的电极材料是什么?并写出电极反应式。
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课时提升作业(十五)原电池(25分钟·50分)一、选择题(本题包括7小题,每小题4分,共28分)1.(2015·洛阳高二检测)下列装置不可以组成原电池的是( )【解析】选C。
C中的装置不能形成闭合回路。
2.(2015·嘉兴高二检测)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。
①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④【解析】选B。
由原电池原理判断金属活动性,①②相连,外电路电流从②流向①,②为正极,金属活动性①>②;①③相连,③为正极,金属活动性①>③;②④相连,②上有气泡(H2)逸出,②为正极,金属活动性④>②;③④相连,③的质量减少,③为负极,则金属活动性③>④,即金属活动性顺序为①>③>④>②,B正确。
3.(2015·桂林高二检测)理论上不能设计为原电池的化学反应是( )A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0B.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH<0C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH<0D.2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq) ΔH<0【解析】选B。
任何自发的氧化还原反应从理论上都可以设计成原电池。
B项不是氧化还原反应。
4.(双选)如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,下列关于该装置的说法正确的是( )A.外电路的电流方向为X→外电路→YB.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为FeC.X极上发生的是氧化反应,Y极上发生的是还原反应D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y【解析】选C、D。
由图示电子流向知X为负极,Y为正极,则电流方向为Y→外电路→X,故A错;若两电极分别为Fe和碳棒,则X为铁,Y为碳棒,B错;负极上失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应,C正确;若两电极均为金属,活泼金属作负极,故有活动性X>Y。
【互动探究】(1)放电一段时间后,溶液的pH如何变化?提示:放电一段时间后,H+浓度降低,pH升高。
(2)若将电解质溶液换为NaOH溶液,电极X可选用什么材料?提示:可选用铝片。
5.(2015·承德高二检测)X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图的装置,实验中电流表指针发生偏转,同时X棒变粗,Y棒变细,则X、Y、Z可能是下列中的( )【解析】选D。
由题意可知该装置是原电池,X棒变粗,Y棒变细,说明X为正极,Y为负极,且电解质溶液中要有离子在X极析出使X 棒变粗,还要使Y极溶解。
D项中Zn棒溶解,X极上析出Ag,符合题目要求。
【互动探究】(1)若线路中共转移2 mol电子,则两极的质量差变化多少?提示:D项中。
转移2 mol电子时,溶解的Zn为1 mol,析出的Ag为2 mol,两极的质量差变化为2 mol×108 g〃mol—1+1 mol×65 g〃mol —1=281 g。
(2)若将“X棒变粗”改为“X棒有气泡产生”应该选哪个选项?提示:选B。
由题意知X为正极,应该为较不活泼的金属,有气泡产生则电解质为酸,故选B。
6.(2015·西安高二检测)下图甲和乙是双液原电池装置。
由图可判断下列说法错误的是( )A.甲图电池反应的离子方程式为Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(aq)B.2Ag(s)+Cd2+(aq)Cd(s)+2Ag+(aq)反应能够发生C.盐桥的作用是形成闭合回路,并使两边溶液保持电中性D.乙图当有1 mol电子通过外电路时,正极有108 g Ag析出【解析】选B。
甲图中Co为正极,Cd为负极,所以离子反应方程式为Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(aq),正确;从乙图分析,银作正极,Co为负极,所以Co能置换出银,错误;盐桥可以将两个烧杯中的溶液连接形成闭合回路,保证离子移动,使溶液保持电中性,正确,乙图中当有1 mol电子转移时有1 mol银析出,即108克银,正确。
7.(2015·东营高二检测)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为2AgCl+Mg Mg2++2Ag+2Cl-。
有关该电池的说法正确的是( )A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-Ag+Cl-C.Cl-向含有AgCl的电极移动D.可用于海上应急照明供电【解析】选D。
根据题意知Mg为还原剂,是负极、失电子,所以A、B都错误,原电池中阴离子向负极移动,C错误。
【方法规律】解答陌生原电池题的基本方法(1)分析给出的氧化还原反应中的化合价变化,确定还原剂和氧化剂。
(2)还原剂在负极失去电子,发生氧化反应,氧化剂在正极得到电子,发生还原反应,且若还原剂是金属单质,则金属必作负极。
(3)电子和离子的移动方向按一般的原电池原理进行分析,电子在外电路由负极流向正极,溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极。
二、非选择题(本题包括2小题,共22分)8.(10分)(2015·武汉高二检测)将Fe片和石墨用导线相连,一组插入稀硫酸中,一组插入FeCl3溶液中,分别形成了原电池。
(1)这两个原电池中,正极分别是________。
A.石墨、石墨B.石墨、Fe片C.Fe片、Fe片D.Fe片、石墨(2)写出插入稀硫酸中形成原电池的正极反应式(用离子方程式表示)__________________________________。
(3)写出插入FeCl3溶液中形成原电池的电池总反应式(用离子方程式表示)______________________________。
【解析】当电解质溶液为H2SO4时,总反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,则负极为Fe,正极为石墨,正极反应式为2H++2e-H2↑;当电解质溶液为FeCl3时,总反应为Fe+2FeCl33FeCl2,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,负极为Fe,正极为石墨。
答案:(1)A(2)2H++2e-H2↑(3)2Fe3++Fe3Fe2+9.(12分)(2015·宜昌高二检测)某实验小组的同学对电化学原理进行了一系列探究活动,某实验小组依据氧化还原反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu,设计的原电池装置如图所示:请回答下列问题:(1)铁电极是原电池的________极,电极反应式为________________________,(2)石墨电极是原电极的____________极,电极反应式为__________________。
(3)反应前,两电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差18 g,则导线中通过________mol电子。
【解析】(1)Fe作原电池的负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+。
(2)石墨作原电池的正极,电极反应式为Cu2++2e-Cu。
(3)若线路中有2 mol电子转移时,开始两电极的质量相等,负极质量减小56 g,则正极质量增加64 g,两极的质量差为56 g+64 g=120 g,所以当两电极质量相差18 g时,有mol=0.15 mol,Fe失去电子,则转移电子的物质的量是0.3 mol。
答案:(1)负Fe-2e-Fe2+(2)正Cu2++2e-Cu (3)0.3(30分钟·50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)1.(2015·无锡高二检测)将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中,并经过一段时间后,下列叙述中正确的是( )A.负极有Cl2逸出,正极有H2逸出B.负极附近Cl-的浓度减小C.正极附近Cl-的浓度逐渐增大D.溶液中Cl-的浓度基本不变【解析】选D。
在该原电池中,Fe为负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+,正极为Ag,电极反应为2H++2e-H2↑,整个溶液中Cl-的浓度基本保持不变,故D正确。
2.可以将反应Zn+Br2ZnBr2设计成原电池,下列4个电极反应:①Br2+2e-2Br-,②2Br--2e-Br2,③Zn-2e-Zn2+,④Zn2++2e-Zn,其中表示该电池工作时负极和正极反应的分别是( )A.②和③B.②和①C.③和①D.④和①【解析】选C。
该电池工作时负极反应物为Zn,失电子被氧化,正极反应物为Br2,得电子被还原。
3.下列叙述正确的是( )A.反应AlCl3+4NaOH NaAlO2+3NaCl+2H2O,可以设计成原电池B.Zn和稀硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率C.把Fe片和Cu片放入稀硫酸中,并用导线把二者相连,观察到Cu 片上产生大量气泡,说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化D.在原电池中,活泼金属一定作负极【解析】选B。
A项,反应为非氧化还原反应,不能设计成原电池,错误;B项,Zn和CuSO4溶液反应生成Cu,构成Zn-Cu-H2SO4原电池,加快产生H2的速率,正确;C项,构成原电池,Fe片作负极发生氧化反应,Cu片作正极,H+发生还原反应,错误;D项,在Al-Mg-NaOH 原电池中,Al作负极,错误。
【易错提醒】判断电极时,不能简单依据金属的活泼性来判断,要注意以下特例:(1)在Al、Mg、强碱溶液构成的原电池中,Al作负极,Mg作正极。
(2)在Fe(或Al)、Cu、浓硝酸构成的原电池中,由于Fe、Al被钝化作正极,Cu作负极。
4.下列事实不能说明Al的金属活动性比Cu强的是( )A.常温下将铝投入CuSO4溶液中B.常温下将铝和铜用导线连接一起放入稀盐酸中C.常温下将铝和铜不用导线连接一起放入稀盐酸中D.常温下将铝和铜用导线连接一起放入氢氧化钠溶液中【解析】选D。
A项,铝表面析出红色物质,说明铝把铜置换出来,即铝比铜活泼;B项,构成原电池,铝作负极,铜作正极,说明铝比铜活泼;C项,铝与盐酸剧烈反应,铜不反应,说明铝比铜活泼;D 项,在氢氧化钠溶液中能反应生成气体的金属,其活动性不一定强,如Mg和Al。
5.(2015·日照高二检测)如图所示的装置中,在产生电流时,以下说法正确的是( )A.Fe是正极,C是负极B.负极反应式为Fe-3e-Fe3+C.盐桥中阴离子移向FeCl3溶液D.导线中的电流由石墨电极流向Fe电极【解析】选D。
由于Fe+2FeCl33FeCl2,所以Fe为负极,C为正极。
负极:Fe-2e-Fe2+,正极:2Fe3++2e-2Fe2+。
盐桥中的阴离子移向负极区域。
【互动探究】(1)若线路中转移1 mol电子时,溶解铁的质量是多少?提示:28 g(2)将上题中的铁棒换成铜棒,是否有电流产生?提示:是。