第8章 第1节 原电池 化学电源
化学电源课件
化学电源课件化学电源课件化学电源是一种能够将化学能转化为电能的装置,广泛应用于现代社会的各个领域。
它不仅为我们的生活提供了便利,还在工业生产、科学研究等方面发挥着重要的作用。
本文将从化学电源的原理、种类以及应用等方面进行探讨。
一、化学电源的原理化学电源的原理是基于化学反应中的电化学过程。
在化学反应中,原子或分子之间的电子转移会产生电荷,从而形成电流。
化学电源利用这种电化学反应的原理,将化学能转化为电能。
化学电源通常由两个半电池组成,即负极和正极。
负极是一个氧化剂,它能够吸收电子,而正极则是一个还原剂,它能够释放电子。
当两个半电池通过导电材料相连时,电子从负极流向正极,形成电流。
同时,离子也会在电解质中传递,维持电荷平衡,完成电化学反应。
二、化学电源的种类1. 干电池干电池是最常见的一种化学电源,它由一个锌负极、一个碳正极和一个电解质组成。
锌负极与电解质之间的反应产生电子,而电解质与碳正极之间的反应则促使电子流动。
干电池具有体积小、重量轻、使用方便等优点,广泛应用于日常生活中的电子设备。
2. 燃料电池燃料电池是一种利用氢气或氢气源与氧气反应产生电能的化学电源。
燃料电池具有高效能、无污染、噪音低等优点,被广泛应用于交通工具、航天器等领域。
其中,最为常见的燃料电池是质子交换膜燃料电池,它利用质子交换膜将氢气和氧气分隔开,通过电化学反应产生电流。
3. 锂电池锂电池是一种利用锂离子在正负极之间来回迁移产生电能的化学电源。
锂电池具有高能量密度、长寿命等优点,被广泛应用于移动通信设备、电动车辆等领域。
目前,锂离子电池是最为常见的一种锂电池,它具有较高的电压和较低的自放电率。
三、化学电源的应用化学电源在现代社会的各个领域都有广泛的应用。
在日常生活中,我们使用的手机、笔记本电脑、手表等电子设备都离不开化学电源。
干电池和锂电池是最常见的电子设备电源,它们为我们提供了方便的移动能源。
在工业生产中,化学电源也发挥着重要的作用。
高考化学总复习课件原电池化学电源
原电池是化学电源的核心部分,通过氧化还原反应将化学能转化为电能。
原电池在化学电源中的能量转化
原电池通过电极反应将化学能转化为电能,同时伴随着热能、光能等其他形式的能量转化。
化学电源对原电池性能影响
化学电源对原电池电压的影响
01
化学电源的电压取决于原电池中电极材料的性质和电解质溶液
探讨两者关系的意义
深入了解原电池与化学电源的关系有助于更好地设计和优化 化学电源,提高电源的效率和稳定性,同时也有助于更好地 理解原电池的工作原理和性能特点,为高考化学复习提供有 力支持。
04
实验设计与操作技能培养
原电池制作实验设计思路及步骤
实验目的:通过制作原电池,了解原 电池的工作原理和构造,培养实验设
工作原理
通过氧化还原反应而产生电流的装置,通常由正极、负极、电解质溶液和导线 构成。
原电池构成条件与类型
构成条件
类型:根据电解质溶液的不同,原电池 可分为酸性、碱性、中性、熔融盐等类 型。
两电极间构成闭合回路。
有两种活动性不同的金属(或其中一种 为非金属导体)作电极。
电极材料均插入电解质溶液中。
典型原电池示例分析
非选择题解题思路展示和范例剖析
范例剖析
【例1】(2022年全国高考化学试题)一种新型电池——钠硫电池,其总反应为 $2Na + xS rightleftharpoons Na_{2}S_{x}$,则下列说法正确的是( )
非选择题解题思路展示和范例剖析
A. 该电池放电时, $Na^{+}$向负极移 动
计和操作技能。
实验材料:电极材料(如锌片、铜片 )、电解质溶液(如稀硫酸)、导线
、电流表等。
高三化学总复习 原电池 化学电源
第2讲原电池化学电源复习目标知识建构1.理解原电池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应式和总反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.形成条件(1)能自发进行的氧化还原反应,一般是活泼性强的金属与电解质反应。
(2)电极,一般是活泼性不同的两电极。
(3)电解质溶液或熔融电解质。
(4)形成闭合回路。
3.工作原理(以铜锌原电池为例)。
(1)两种装置①装置Ⅰ中Zn与Cu2+直接接触,会有部分Zn与Cu2+直接反应,部分化学能转化为热能;②装置Ⅱ中不存在Zn与Cu2+的直接反应而造成能量损耗,电流稳定,且持续时间长。
(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片Cu2++2e-电极反应Zn-2e-===Zn2+===Cu 反应类型氧化反应还原反应盐桥中离盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极子移向(3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成(4)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
②盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流。
③盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。
4.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱:原电池中,负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较弱的金属(或非金属导体)。
(2)加快化学反应速率:氧化还原反应形成原电池时,反应速率加快。
(3)用于金属的防护:将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
(4)设计制作化学电源。
【判一判】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应,此反应可以设计成原电池()(2)在原电池中,发生氧化反应的是正极()(3)Mg—Al形成的原电池,Mg一定作负极()(4)原电池工作时,电子从负极流出经导线流入正极,再通过电解质溶液流回负极()(5)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极移动()(6)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高()答案(1)×(2)×(3)×(4) ×(5)×(6)√二、化学电源1.一次电池碱性锌锰电负极材料:Zn。
原电池的工作原理化学电源
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目 录
• 原电池概述 • 原电池工作原理 • 化学电源简介 • 原电池与化学电源关系探讨 • 典型案例分析 • 未来发展趋势预测
01
原电池概述
定义与分类
定义
原电池是一种将化学能直接转换 为电能的装置,其核心组成部分 包括正极、负极和电解质。
分类
根据电解质类型和电池反应性质 ,原电池可分为酸性、碱性、中 性和有机电解质电池等。
发展历程及现状
发展历程
自伏打电堆的发明至今,原电池经历了从湿电池到干电池、从铅酸电池到锂离 子电池等多个发展阶段。
现状
目前,锂离子电池是应用最广泛的原电池之一,具有高能量密度、长循环寿命 和环保等优点。同时,燃料电池、太阳能电池等新型原电池也在不断发展中。
应用领域与前景
应用领域
原电池广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、航空航天、 军事等领域。其中,锂离子电池在电动汽车和便携式电子设 备中的应用尤为突出。
替代性
随着科技的发展,新型的化学电源不断涌现,如锂离子电池、燃料电池等。这些新型化学电源在性能、环保等方 面具有优势,逐渐替代传统的原电池。然而,在某些特定应用场景中,如遥控器、玩具等,原电池仍具有不可替 代的地位。
05
典型案例分析
锂离子电池工作原理及优缺点
工作原理
锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间的迁移来实 现充放电过程。充电时,锂离子从正极脱出,嵌入负极; 放电时,锂离子从负极脱出,嵌入正极。
03
燃料电池
利用燃料和氧化剂在催化剂作用下直接产生电流,如氢氧燃料电池、甲
醇燃料电池等。具有能量密度高、环保无污染等优点,但目前成本较高,
尚未广泛应用。
高中化学原电池 化学电源
2.二次电池:又称可充电电池或蓄电池,是一类放电后可以再充电而反
复使用的电池。
以铅酸蓄电池为例:
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O。
放电时的反应 负极:__P_b_+__S_O__24_-_-__2_e-_=_=__=_P_b_S_O__4 ___; 正极:_P_b_O__2+__4_H__+_+__S_O__24-_+__2_e_-_=_=_=_P_b__S_O_4_+__2_H_2_O_____。 充电时的反应 阴极:__P_b_S_O__4+__2_e_-_=_=_=__P_b_+__S_O_24_-____; 阳极:_P_b_S_O__4_+__2_H_2_O_-__2_e_-_=_=_=_P_b__O_2_+__4_H_+_+__S_O__42-__。
(4)燃料电池电极反应式书写的常用方法(以甲烷-O2-碱性溶液燃料电 池为例) 方法 1:加碱法 第一步 写出电池的总反应式。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致,若产物能和电解质反应,则总 反应为加合后的反应。甲烷燃料电池的总反应式为 CH4+2O2+2OH- ===CO23-+3H2O。
第二步 写出电池的正极反应式。
(1)解答燃料电池题目的思维模型
(2)解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意介质是什么,是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料,通入正极的物质为氧化剂。 ③通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参 与靠近一极的电极反应。
1.(2021·新高考湖南卷)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池, 广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流 电池工作原理如图所示: 下列说法错误的是( ) A.放电时,N极为正极
第1讲 原电池 化学电源教师版
第1讲 原电池 化学电源★考情直播 考纲解读考点整合考点1原电池原理1.原电池的反应原理:自发的、放热的 反应原电池的电路工作原理:(外电路)负极失去电子,电子经导线流向 极。
(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动, 向负 极移动, 向正极移动。
2.原电池的电极和电极反应:正极:符号“+”, 得到电子,发生 ;是 剂 负极:符号“-”,失去电子,发生;是 剂 以锌铜电池(电解液H 2SO 4溶液)为例:如图 电子经导线流向正极 氧化反应还原反应 失电子 Zn Cu 得电子 锌溶解 SO 铜极不变 Zn -2e -=Zn2+阴离子向负极移动;2H ++2e -=H 2↑ 阳离子向正极移动3.原电池形成的一般条件:(1)两极: 的金属(或一种是金属,另一种是非金属导体)。
(2)电解质溶液:电极必与电解质溶液接触。
(3)形成闭合回路:电极相互接触或 连接。
考点1 原电池原理1. 阴离子、阳离子2. 还原反应、氧化反应3.活泼性不同,用导线、盐桥4.这种装置能将化学能转变为电能,称为原电池(Primary Cell ) 正、负两极分别发生的反应,称为电极反应。
电池反应:Zn+ Cu 2+=Cu+ Zn 2+(总反应) 氧化-还原反应的本质:盐桥的作用:盐桥:在U 型管中装满用饱和KCl 溶液和琼胶作成的冻胶。
使Cl -向锌盐方向移动,K+向铜盐方向移动,使Zn 盐和Cu 盐溶 液一直保持电中性,从而使电子不断从Zn 极流向Cu 极。
【例1】(09年福建理综〃11)控制适合的条件,将反应2Fe 3++2I -2Fe 2++I 2设计成如右图所示的原电池。
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Fe 3+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FeCl 2固定,乙中石墨电极为负极 答案:D解析:乙中I -失去电子放电,故为氧化反应,A 项正确;由总反应方程式知,Fe 3+被还原成Fe 2+,B 项正确;当电流计为零时,即说明没有电子发生转移,可证明反应达平衡,C 项正确。
2017高三化学一轮复习原电池 化学电源
2017高三化学一轮复习原电池化学电源在高三化学的学习中,原电池和化学电源是非常重要的知识点。
一轮复习时,我们要对这部分内容进行全面、深入的梳理和巩固,为后续的学习打下坚实的基础。
一、原电池的基本原理原电池是将化学能转化为电能的装置。
其工作原理基于氧化还原反应,在两个不同的电极上分别发生氧化反应和还原反应,从而形成电子的定向移动,产生电流。
以铜锌原电池为例,锌片作为负极,发生氧化反应:Zn 2e⁻=Zn²⁺;铜片作为正极,发生还原反应:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu。
电子由负极(锌片)通过外电路流向正极(铜片),溶液中的离子则在电池内部进行定向移动,形成闭合回路。
理解原电池的工作原理,关键在于把握以下几点:1、电极的判断:通常较活泼的金属作为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属作为正极。
但也有特殊情况,比如镁、铝在氢氧化钠溶液中构成原电池时,铝是负极。
2、电子和离子的移动方向:电子从负极流出,经外电路流向正极;溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
3、电极反应式的书写:要根据所给的电解质溶液和电极材料,准确判断氧化还原反应,并正确书写电极反应式。
二、原电池的构成条件要形成一个原电池,需要满足以下几个条件:1、有两种不同的活动性不同的电极材料,其中一种能够与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
2、电极要插入电解质溶液中。
3、要形成闭合回路,包括外电路和内电路。
4、能自发进行的氧化还原反应。
这四个条件缺一不可。
只有同时满足这些条件,原电池才能正常工作,实现化学能向电能的转化。
三、常见的原电池类型1、锌锰干电池锌锰干电池是最常见的一次电池。
分为酸性和碱性两种。
酸性锌锰干电池中,负极是锌筒,正极是石墨棒,电解质溶液是氯化铵和氯化锌的混合溶液。
碱性锌锰干电池中,负极是锌粉,正极是二氧化锰,电解质是氢氧化钾溶液。
2、铅蓄电池铅蓄电池是一种二次电池,可以反复充电和放电。
放电时,负极是铅,电极反应为:Pb + SO₄²⁻ 2e⁻= PbSO₄;正极是二氧化铅,电极反应为:PbO₂+ 4H⁺+ SO₄²⁻+ 2e⁻=PbSO₄+ 2H₂O。
原电池 化学电源---2023年高考化学一轮复习(新高考)
第35讲原电池化学电源复习目标 1.理解原电池的构成、工作原理及应用。
2.正确判断原电池的两极,能书写电极反应式和总反应方程式。
3.了解常见化学电源的种类及其工作原理;了解燃料电池的应用。
考点一原电池的工作原理及应用1.原电池的概念及构成条件(1)定义:将化学能转化为电能的装置。
(2)原电池的形成条件①能自发进行的氧化还原反应。
②两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。
③形成闭合回路,需满足三个条件:a.存在电解质;b.两电极直接或间接接触;c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。
2.工作原理(以锌铜原电池为例)(1)装置变迁(2)电极反应负极:Zn-2e-===Zn2+,氧化反应。
正极:Cu2++2e-===Cu,还原反应。
总反应:Zn+Cu2+===Cu+Zn2+。
(3)盐桥的组成和作用①盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶。
②盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流。
③盐桥中离子移向:阴离子移向负极,阳离子移向正极。
3.原电池的应用(1)设计制作化学电源(2)比较金属的活动性强弱:原电池中,负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较弱的金属(或能导电的非金属)。
(3)加快化学反应速率:氧化还原反应形成原电池时,反应速率加快。
(4)用于金属的防护:将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
1.理论上,任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池()2.放热反应都可设计成原电池()3.在锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生() 4.两种活动性不同的金属组成原电池的两极,活泼金属一定作负极()5.一般来说,带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高()6.实验室制备H2时,用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳()答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√一、原电池原理及电极的判断1.银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag,其工作示意图如图。
化学电源-原电池上
化学电源-原电池上————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:电化学——原电池、电解池(上)【知识内容】一、原电池原理1.原电池的反应原理:自发的、放热的氧化还原反应原电池的电路工作原理:(外电路)负极失去电子,电子经导线流向正极。
(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动,向负极移动,向正极移动。
2.原电池的电极和电极反应:以锌铜电池(电解液H2SO4溶液)为例,如右图:负极:锌电极,电子,发生反应,本身溶解;反应:Zn-2e-=Zn2+,阴离子向负极移动;正极:铜电极,电子,发生反应,本身无变化。
反应:阳离子向正极移动,2H++2e-=H2↑3.原电池形成的一般条件:(1)两极:的金属(或一种是金属,另一种是非金属导体)。
(2)电解质溶液:电极必与电解质溶液接触。
(3)形成闭合回路:电极相互接触或用连接,电解质溶液用连接。
特别提醒:原电池形成还有一个隐蔽条件:能发生自发的氧化还原反应【做题技巧】⑴.是否为原电池的判断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——两极插入电解质溶液中,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。
⑵.原电池正、负极的确定①由两极的相对活泼性确定。
②根据在两电极发生反应的物质的化合价的升降情况来判断。
③由电极变化情况确定。
④根据某些显色现象确定。
⑤根据外电路中自由电子的运动方向规定:在外电路中电子流出的电极叫负极,电子流入的电极叫正极。
⑥根据内电路中自由离子的运动方向规定:在内电路中阳离子移向的电极叫正极,阴离子移向的电极叫负极。
⑶.电极反应式的书写书写电极反应式是学习电化学的基本功,也是高考和竞赛所必须掌握的知识点。
高中化学原电池和化学电源
高考总复习原电池和化学电源【考点梳理】考点一、原电池的概念1.能量的转化原电池:将化学能转变为电能的装置。
电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
2.工作原理设计一种装置,使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能,即将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行,并使电子转移经过导线,在一定条件下形成电流。
电子从负极(较活泼金属)流向正极(较不活泼金属或碳棒),负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
电极电极材料反应类型电子流动方向负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子以下是锌铜原电池装置示意图:3.原电池的组成条件(1)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属),分别发生氧化和还原反应。
原电池中两极活泼性相差越大,电池电动势就越高。
(2)电解质溶液,电解质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)导线将两电极连接,形成闭合回路。
(4)有能自发进行的氧化还原反应。
4.原电池的判断方法(1)先分析有无外接电池,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池。
(2)多池相连,但无外电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。
5判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中离子定阴离子移向的负极阳离子移向的正极向移动方向发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极6在原电池构成的闭合电路中,有带电粒子的定向移动。
在外电路上电子从负极经导线上流入正极;在内电路上即在电解质溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极。
具体情况见图:考点二、原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率例如:在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。
2.比较金属活动性强弱例如:有两种金属a和b,用导线连接后插入到稀H2SO4中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。
第八章第1节 原电池 化学电源(共86张PPT)
碱性
2H2+4OH--4e- ===4H2O O2+2H2O+4e-===4OH-
2H2+O2===2H2O
[特别提醒] (1)化学电源的电极反应式一般 较为复杂。正、负极反应式的加和是总反应 式,总反应式减一极反应式可得另一极反应 式。 (2)可充电电池充电时,电池的正极接外接电 源的正极,电池的负极接外接电源的负极。 (3)可充电电池的放电反应和充电反应不互为 可逆反应。 (4)书写燃料电池的电极反应式时,一定要注 意溶液的酸碱性。
怎么考 纵观近几年的高考试题发现,高考主要围绕着原电池工作原理 及应用进行命题。考查原电池工作原理往往以新型能源电池或 燃料电池为载体,考查原电池正负极的判断、电极反应的书 写、电子或电流的方向及溶液pH的变化等;原电池的应用主要 考查原电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等,主要 以选择题、填空题形式出现。
第八章 电化学基础
第1节 原电池 化学电源
高考地位:3年18考
预测指数:★★★★★
考什么 1.掌握原电池的形成条件、了解原电池的工作原理。 2.正确判断原电池的两极,正确书写电极反应及总反应。 3.了解常见的化学电源,能够认识和书写几种新型电池的电 极及电极反应。 4.利用原电池的知识判断金属活动性的强弱。
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。 (2)然后依据原电池的形成条件分析判断,主 要是“四看”:
↓ 溶液 —两极插入电解质溶液中 ↓
活泼性不同的金属或非金属电极燃料电池 电极 — 化还原反应发生。
===2MnOOH +2OH
- - -
第一节 原电池 化学电源
1.电化学部分复习时要注意原电池、电解池、电镀和电解精炼装置的对比,抓住概念、 原理与本质加以分析和理解。
2.以离子放电顺序为切入点,加强对电极放电知识点的训练巩固。
3.常见的化学电源,要掌握电极反应式与总反应式的书写。 4.要从电极名称的判断、电极材料的性质、离子的放电顺序等方面去复习电解池,利用 电子守恒法解决相关的计算问题。 5.注意这部分内容以社会热点,例如能源危机问题、自然资源合理开发利用以及科技前 沿动态为背景,以身边的生活经验为情境命题是一个明显的动向,也是近几年高考命题的 重点。
3.有关电化学知识的描述正确的是( D ) A.CaO+H2O===Ca(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的 化学能转化为电能 B.某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶 的KCl饱和溶液
C.因为铁的活泼性强于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中,若能组成原电池, 必是铁做负极、铜做正极 D.理论上说,任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 解析:A项中反应是非氧化还原反应,不能设计成原电池,错。B项中,反应过程中会发 生Ag++Cl-===AgCl↓,错。C项中,Fe遇浓硝酸会发生钝化,而Cu能与浓硝酸反应失去 电子作负极,错。
3.原电池构成条件 (1)两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。 (2)将电极插入电解质溶液中。 (3)两电极间构成闭合回路。
(4)能自发进行的氧化还原反应。
【思考题】 通常的氧化还原反应为什么不能获得电流? 答案:通常的氧化还原反应中,还原剂把电子直接转移给氧化剂,如Zn+Cu2+===Zn2++ Cu中,此反应中,Zn原子把电子直接给了在溶液中与之接触的Cu2+,自身被氧化成Zn2+ 进入溶液,而Cu2+在锌片上直接得到电子被还原成Cu,得不到电流。
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限时规范特训
1. [2014·浙江温州月考]综合下图判断,下列说法中正确的是( )
A. 装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+
B. 装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2+4e-+2H2O===4OH-
C. 装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D. 放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
2. 原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中不正确的是()
A. 由Al、Cu、稀H2SO4组成的原电池,负极反应式为Al-3e-===Al3+
B. 由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池,负极反应式为Al-3e-+4OH-===AlO2-+2H2O
C. 由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+
D. 由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+
3. 关于原电池的叙述正确的是()
A. 原电池工作时,电极上不一定都发生氧化还原反应
放电
B. 某可逆电池充、放电时的反应式为Li1-x NiO2+x Li
LiNiO2,放电时此电池的负极材料是
充电
Li1-x NiO2
C. 铅、银和盐酸构成的原电池工作时,铅板上有5.175 g铅溶解,正极上就有1120 mL(标准状况)气体析出
D. 在理论上可将反应CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0设计成原电池
4. [2014·南京月考]将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后向两极分别通入C3H8与O2,即可产生电流。
下列叙述正确的是()
①通入C3H8的一极是正极②正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-③通入C3H8一极的电极反应式为C3H8+5O2+20e-===3CO2+4H2O④放电时溶液中的阳离子向正极方向移动⑤放电时溶液中的阴离子向正极方向移动
A. ①②
B. ②③
C. ②④
D. ①⑤
5. 有A、B、C、D四种金属,做如下实验:①将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B
不易腐蚀;②将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中,D比A反应剧烈;③将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()
A. A>B>C>D
B. C>D>A>B
C. D>A>B>C
D. A>B>D>C
6. 控制适当的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。
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. 电流计读数为零后,在甲中加入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极
C. 电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D. 反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
7. 一种甲醇、氧气和强碱溶液组成的新型手机电池,可连续使用一个月,其电池反应为2CH3OH+3O2+4OH-===2CO32-+6H2O,则有关说法正确的是( )
A. 放电时CH3OH参与反应的电极为正极
B. 放电时负极的电极反应为CH3OH+8OH--6e-===CO32-+6H2O
C. 标准状况下,通入5.6 L O2并完全反应后,有0.5 mol电子转移
D. 放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的pH降低
8. 分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是( )
A. 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↑
9. [2014·湖北襄阳调研]氢镍电池是广泛应用的可充电电池,放电时的总反应为H2+2NiO(OH)===2Ni(OH)2,下列有关说法中正确的是( )
A. 该电池的正极反应为NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
B. 该电池的负极反应为H2-2e-===2H+
C. 该电池放电时,NiO(OH)被氧化
D. 该电池所用的电解质溶液为酸性溶液
10. [2013·浙江六校联考]某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的浓度,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。
下列说法不正确的是( )
A. 工作时电极b作正极,O2-由电极b流向电极a
B. 负极的电极反应式为CO+O2--2e-===CO2
C. 当传感器中通过2×10-3 mol电子时,说明通过的尾气中含有2.24 mL CO
D. 传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
11. 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,通入空气的一极为正极。
下列说法正确的是( )
A. 以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为O2+2H2O+4e-===4OH-
B. 以NaOH溶液为电解液时,负极反应为Al+3OH--3e-===Al(OH)3↓
C. 以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D. 电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
13. 如图所示为某原电池的结构示意图,下列说法不正确的是(盐桥中装满
用饱和KCl溶液和琼胶做成的冻胶)()
A. 该原电池的总反应式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
B. 该电池工作时,Cu2+在电极上得到电子,发生还原反应
C. 若用此电池电解饱和氯化钠溶液制取Cl2,当铜电极的质量减少6.4 g时,产生氯气的体积为2.24 L(折算为标准状况)
D. 电池工作过程中,电子由铜电极经过电流表流向石墨电极
14. [2014·合肥质检](1)碱性锌锰干电池的剖面图如图所示,已知电池放电后的产物是Zn(OH)2和
MnOOH,则其总反应式为________________,正极反应式为
________________。
电池中的锌粉能和KOH发生反应,该反应类似于铝粉与KOH的反应,其化学方程式是________________,因此电池长时间不用会发生体积的膨胀和漏液。
(2)用高铁(Ⅵ)酸盐设计的高铁(Ⅵ)电池是一种新型可充电电池,电解质溶液为KOH溶液,放电时的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
①写出正极反应式:________________________________________。
②用高铁(Ⅵ)电池作电源,以Fe作阳极,以Cu作阴极,对足量KOH溶液进行电解,当电池中有
0.2 mol K2FeO4反应时,则在电解池中生成H2________L(标准状况)。
15. 金属铜不溶于稀硫酸,可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。
现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中,铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。
(1)写出铜溶解于上述混合溶液的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(2)若铜完全溶解时,溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离子的物质的量浓度相等,且测得溶液的pH=1,则溶解铜的质量是________g,溶液中的c(SO42-)=________mol/L。
(3)若在如上图所示的装置中发生(1)中的反应,则X极是________(填“正”或“负”)极,电极反应式为____________________________。
Y极的材料名称是________,电极反应式为________。
16. (1)Fe和KClO4反应放出的热量,能为熔融盐电池提供550~660℃的温度,使低熔点盐熔化导电,从而激活电池。
这类电池称为热电池。
Li/FeS2热电池工作时,Li转变为硫化锂,FeS2转变为铁,该电池工作时,电池总反应为___________________________________。
(2)右图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的
功能,非常适合进行现场酒精检测。
则该电池的负极反应为______________。
正极
反应为________________。
(3)用铅蓄电池电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如图所示(a、b为
石墨电极)。
下列说法中正确的是________(填序号)。
A. 铅蓄电池负极的反应式为Pb-2e-===Pb2+
B. 铅蓄电池放电时,B极质量减轻,A极质量增加
C. 铅蓄电池充电时,A极应与外电源负极相连
D. 电解苦卤水时,a电极首先放电的是Br-。