2020-2021学年高一化学沪科版暑假讲义第19讲 原电池

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2020-2021学年高一化学沪科版暑假讲义第19讲 原电池

资源简介

高一年级化学暑假班(教师版)
教师
日期
学生
课程编号
19
课型
同步
课题
原电池
教学目标
掌握原电池化学原理;
2.学会书写原电池的正负两极的电极反应式;
教学重点
1.原电池的构成条件
2.铜-锌原电池工作原理
3.用原电池的知识解释生活中遇到的问题
教学安排
版块
时长
1
知识温习
10mins
2
每识每课
5mins
3
新知精讲
35mins
4
课堂小憩
5mins
5
典例解析
40mins
6
师生总结
20mins
7
课后作业
10mins
(1)溶质溶解在水中通常经过的两个过程:
扩散过程
_____-热量
_____过程
溶解
温度变化取决于吸收热量和放出热量的____
水合过程
______热量
_____过程
(2)常见的溶解时放热的物质:_______________________________等;
吸热的物质:___________________________________________等;
热量无明显变化的:____________________________________等。
书写1mol
C在空气中燃烧(放热393.5kJ)的热化学方程式
_________________________________________________________________
根据热化学方程式N2(g)+O2(g)

2NO(g)
-180.5kJ,若反应生成8molNO,需______(“吸收”或“放出”)热量_____________。
已知2CO(g)+O2(g)
点燃
2CO2(g)+565.2KJ
用文字表述上述热化学方程式的含义___________________________
_________________________________________。
(2)根据以上的热化学方程式,在右图的横线上正确填写。
【答案】
(1)吸收、物理、放出、化学、差值
(2)NaOH、浓H2SO4、CaO;NH4Cl、KNO3、NH4NO3;
NaCl。
C(s)
+
O2(g)
点燃
CO2(g)+
393.5KJ
吸收、
722KJ
(1)2mol气态CO与1mol气态O2点燃生成2mol气态CO2,同时放出565.2kJ的热量
(2)①2CO(g)+O2(g)
②2CO2

吸收热量565.2kJ

尝试自制水果电池
水果也能发电,你相信吗?尝试自制最天然也最没有污染的电池——“水果电池”:将一块锌片和一块铜片插入切开的西红柿里,两块金属片之间连有金属导线,再将导线接到一个电子钟。不一会,电子钟开始跳动。
原来,梨、苹果、橙子、柠檬等水果里含有酸性离子,凡是酸性水果都能发电。两种电化学活性不一样的金属片,其中金属特性更活泼的金属片能将水果中的酸性物质置换出氢离子,产生正电荷,从而形成电流。学生解释说,“电流大小和水果中酸性物质的浓度成正比,柠檬发的电最强,提子发的电就很微弱。”
ps:把一个铜片、一个锌片插入一个水果内,两片之间要近一
点,但不能碰片,多个水果都这样插好,用电线把每个水果的正极(铜片)和负极(锌片)之间串联起来,开头的一个的正极(铜片)接用电器电源正极,收尾的一个负极(锌片)用电线和用电器的负极联接起来,这样电流回路就形成了,其中就会有电流产生,打开用电器,就可以使用了。
一、原电池的定义及分类
1.定义:
化学能可以转变为热量,还可以转变为其他形式的能量。把_________转变为_______的装置,我们称为化学电源,习惯上称为原电池。其反应本质是_______________。
【答案】化学能、电能;氧化还原反应
2.分类
化学电源大体上可分为_____________、_______________和__________________三大类。常见的干电池(中性锌、二氧化锰电池)就是一种原电池。
【答案】原电池、蓄电池和燃料电池
二、形成条件
1.有一个自发进行的氧化还原反应;
2._________________________________________;
3._________________________________________;
4.__________________________________________。
【答案】2.具有活动性不同的电极(金属与金属或石墨或不溶性的金属氧化物)
3.具有电解质溶液
电解质是指在_水溶液或熔融状态下
能够导电的化合物。
电离是指电解质在_水溶液_或_熔融_状态下离解成_自由移动离子的过程。
4.具有(导线相连组成)闭合回路。
铜—锌原电池
如图是Cu?Zn原电池,请填空:
1.工作原理
较活泼的金属与______________发生_____________反应,______________从较活泼的金属通过外电路流向______________。
负极:Zn-2e-=
Zn2+
(___________反应);现象_____________________。
正极:2H++2e-=
H2↑(___________反应);现象_____________________。
总反应方程式:______________________;
原电池反应的特点_____________________。
【答案】电解质溶液、氧化还原反应、电子、较不活泼金属或非金属
氧化、金属逐渐溶解、还原、铜片有气泡产生、Zn
+
2H+=
Zn2+
+
H2↑、能加快反应速率
2.原电池电极名称确定方法
(1)根据电极材料的性质确定
通常是__________是负极,____________________是正极。
【答案】较活泼金属;碳棒、活泼性较弱的金属。
(2)根据电极反应的本身确定。
________________________________________;
________________________________________。
【答案】失电子的反应→氧化反应→负极;得电子的反应→还原反应→正极
(3)根据电流方向确定
________________________________________;
溶液中阳离子的流向________________________________________,阴离子反之。
【答案】负极
→导线
→正极;负极
→溶液
→正极
根据电解质溶液中离子流动方向判断
在内电路中,阳离子向__________移动,阴离子向__________移动。
【答案】正极、负极
根据电极反应现象判断
参与电极反应不断溶解的电极为__________(燃料电池除外);
质量增加或附近有气泡产生的电极为__________。
【答案】负极、正极
根据电池总反应式判断
若给出电池总反应式,通过标出电子转移的方向可知,__________的一极为负极,__________
的一极为正极。
【答案】失去电子、得到电子
3.原电池电极反应及其产物的分析
负极:M–
ne-
=
Mn+
正极:酸性溶液中
(如H2SO4溶液)
H++
2e=H2↑
钢铁在中性和弱碱性条件下(如K2SO4)
2H2O+O2+4e-=4OH-
【练一练】分析Zn–H2SO4溶液–Cu原电池(右图)反应原理:
由于_____活泼,容易_____电子,锌原子失去电子被______成Zn2+进入溶液,锌片的质量减小,失去的电子通过导线流向铜片,溶液中的______从铜片得到电子而被______形成氢原子,氢原子再结合成氢气分子从铜片上逸出。
电极反应式:负极:____________________正极:___________________
总反应方程式:_____________________,
【答案】Zn;失去;氧化;氢离子;还原;负极:Zn-2e-
=Zn2+
(氧化反应)
正极:2H++2e-
=H2↑(还原反应)
总式:Zn
+
2H+
=Zn2+
+
H2↑
小明考试回家,妈妈问他:“考的咋样呀?”
小明说:“只有一道题错了!!”
妈妈问:"啥题?”
小明说:“问3乘7等于几?”
妈妈问:“你等于几”
小明说:“我当时不管三七二十一等了个20.9!”
知识点1:原电池的形成条件
【例1】在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是(

【难度】★★
【答案】BDE
【解析】A中无活性不同的电极;B满足;C中无电解质溶液;D中Zn、Cu接触可以看做闭合
回路,满足;E是金属的吸氧腐蚀,满足;F不是闭合回路
变式1:下面装置不能组成原电池的(

A
A
A
A
Zn
C
Zn
Cu
Fe
C
Zn
Cu
稀硫酸
CuSO4溶液
稀硫酸
稀硫酸
稀硫酸
A.
B.
C.
D.
【难度】★
【答案】D
变式2:用铜片、银片、Cu
(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池(如右图)。以下有关该原电池的叙述正确的是(

①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为:Ag++e→Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
【难度】★★
【答案】C
【方法提炼】形成原电池有四个条件:
1.有一个自发进行的氧化还原反应;
2.具有活动性不同的电极(金属与金属或石墨或不溶性的金属氧化物)
3.具有电解质溶液
4.形成(导线相连组成)闭合回路。
知识点2:判断原电池的正负极
【例1】已知2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2。将Al片和Mg片用导线相连,插入稀NaOH溶液中,分别形成原电池,则这个原电池中,正极是_______________。
【难度】★★
【答案】Al片
变式1:钮扣式银锌电池的电极反应如下:锌极:
Zn
+
2OH--
2e

Zn(OH)2
氧化银极:
Ag2O
+
H2O
+
2e

2Ag
+
2OH-下列说法正确的是(双选题)(

A.锌是正极,被氧化
B.Ag2O是正极,发生还原反应
C.电子从锌极流向Ag2O极
D.锌是负极,被还原
【难度】★★
【答案】BC
变式2:人造卫星用到的一种高能电池—银锌电池,其电极反应为:Zn+
2OH--2e-→Zn(OH)2
Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-根据反应式判断氧化银是(

A.负极
被氧化
B.正极
被还原
C.负极
被还原
D.正极
被氧化
【难度】★★
【答案】B
【方法提炼】判断电极方法总结:
(1)根据电极材料判断
(2)根据电极反应类型判断
(3)根据电极反应现象判断
(4)根据电子流动方向(或电流方向)判断
(5)根据电解质溶液中离子流动方向判断
(6)根据电池总反应式判断
知识点3:原电池的应用
【例1】10mL浓度为1
mol·L-1的硫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总量,可采用的方法是(

A.加入适量的3mol·L-1的硫酸
B.加入适量蒸馏水
C.加入数滴硫酸铜溶液
D.加入适量的硫酸钠溶液
【难度】★
【答案】C
【解析】向溶液中再加入硫酸,H+的物质的量增加,生成H2的总量也增加,A错。向原溶液中加入水或硫酸钠溶液都引起溶液中H+浓度的下降,反应速率变慢,故B、D都不正确。加硫酸铜后,锌置换出的少量铜附在锌片上,形成了原电池反应,反应速率加快,又锌是过量的,生成H2的总量决定于硫酸的量,故C正确。本题答案为C项。
变式1:(2006上海13)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,一下叙述正确的是(

A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.
产生气泡的速度甲比乙慢
【难度】★★
【答案】C
变式2:(2011徐汇一模9)按右图所示进行实验,以下叙述正确的是(

A.乙中铜丝是阳极
B.乙中铜丝上无气泡产生
C.产生气泡的速率甲比乙慢
D.甲、乙中锌粒都作负极
【难度】★★
【答案】C
【例2】有A、B、C、D四种金属,将A与B用导线联结起来,浸入电解质溶液中,B不易被腐蚀;将A、D分别投入到等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈;将C浸入B的盐溶液中无明显变化;


A.D>C>A>B
B.D>A>B>C
C.D>B>A>C
D.B>A>D>C
【难度】★★
【答案】B
【解析】根据原电池原理,较活泼金属作负极,较不活泼金属作正极,B不易被腐蚀,说明B为正极,金属活动性A>B。另可比较出金属活动性D>A,B>C。故答案为B项。
变式1:把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属活动顺序由强到弱正确的为(

A.a>b>c>d
B.
a>c>d>b
C.c>a>b>d
D.b>d>c>a
【难度】★★
【答案】B
变式2:下列叙述不正确的是(

A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B.钢铁在干燥的空气里不易腐蚀
C.用铝质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀
D.原电池中电子由负极流入正极
【难度】★
【答案】C
【方法提炼】(1)原电池反应速率较快;判断反应速率大小时,除常规的温度、浓度、压强催化剂等因素外,还可考虑是否发生了原电池反应。生活中的铁制品通常含有碳,与空气中的水等物质,形成原电池反应,潮湿环境中铁制品更易生锈。
(2)通常,铜锌原电池中,活泼金属更易失电子,逐渐溶解,做负极;H+在正极得电子,生成氢气;电流从正极流向负极。可通过原电池反应中,金属电极的实验现象、电流方向判断金属的活动性顺序
1.如下图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)中反应的离子方程式为_________________________,
(2)中的电极反应:Fe:__________________________、Sn:__________________________;
Sn极附近溶液的pH(填增大、减小或不变)_____________,
(3)中被腐蚀的金属是_____________、其电极反应式为__________________________。
比较(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_____________。
【难度】★
【答案】(1)Fe
+
2H+
→Fe2+
+
H2↑
(2)Fe
+
2e-
→Fe2+
2H+
+
2e-
→H2↑
增大
(3)
Zn
Zn-2e-→Zn2+
2
1
3
2.从能量转化角度看,原电池是一种由_______________________的装置。例如由银锌组成的原电池,银为______极,发生______反应,电子从______极流向______极。
【难度】★
【答案】化学能转化为电能;正极;还原反应;负极;正极
3.原电池的正负极的判断:
①由组成原电池的两极材料判断。一般是_________的金属为负极,活泼性_________的金属或能_________的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由_________流向_________;电子流动方向是由_________极流向_________极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向的极是_________极,阴离子移向的极为_________极。
④根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是_________电子发生氧化反应,其正极总是_________电子发生_________反应。
【难度】★
【答案】①活泼;较差;导电
②正极;负极;负极;正极
③正极;负极;④失去;得到还原
4.原电池产生电流的本质原因是(

电解质溶液中有电离出的自由移动的离子
有导线将两个活泼性不同的电极连接
C.在不同金属的两极间存在电势差
D.在原电池中发生了氧化还原反应
【难度】★
【答案】D
5.
(2020浦东新区高考化学一模)用右图装置探究金属的腐蚀原理。有关说法正确的是
A.K打开时,生铁越靠近底端腐蚀越严重
B.K打开时,生铁的腐蚀速率比K闭合时慢
C.K闭合时,锌作阴极保护生铁
D.K闭合时,生铁上的电极反应式为O2+2H2O+4e

4OH―
【难度】★
【答案】D
6.(2020徐汇区高考化学一模)关于右图所示装置,下列说法正确的是
A.溶液X为食盐水,铁主要发生化学腐蚀
B.溶液X为稀硫酸,两电极均会产生气泡
C.溶液X为食盐水或稀硫酸,电子方向均由Fe
Cu
Fe
D.溶液X为食盐水或稀硫酸,铁棒上的电极反应均为:Fe-3e

Fe3+
【难度】★★
【答案】B
7.(格致中学2018-2019学年度第一学期期末)关于如图所示装置的叙述,正确的是(

A.Zn是负极
B.正极上发生氧化反应
C.负极上发生氧化反应
D.Cu是正极
【难度】★
【答案】C
8.(2020嘉定区高考化学一模)下列关于实验现象的描述错误的是(  )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中,铜片表面出现气泡
B.用石墨棒作阳极,铁片作阴极,电解NaCl溶液,石墨棒和铁片表面都出现气泡
C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快
【难度】★
【答案】C
9.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必须是两种不同的金属
B.原电池是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
【难度】★
【答案】B
10.【2018年上海金山区二模】16.有关钢铁的腐蚀与防腐,不能用原电池原理解释的是(

A.析氢腐蚀
B.吸氧腐蚀
C.
与锌片相连后不易腐蚀
D.与电源负极相连后不易腐蚀
【难度】★
【答案】D
11.已知2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2,现以Mg片和Al片为电极,用导线连接,同时插入NaOH溶液中,下列说法正确的是(

A.Mg片作负极,电极反应:Mg-2e-Mg2+
B.Al片作负极,电极反应:Al+4OH--3e-AlO2-+2H2O
C.电子从Mg电极沿导线流向Al电极
D.Mg片上有气泡产生
【难度】★★
【答案】B
12.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+Zn2++Cu,该反应的原电池的正确组成


A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Zn
Fe
负极
Cu
Zn
Ag
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
CuCl2
【难度】★
【答案】D
13.(2020黄埔区高考化学一模)某同学按图示装置进行实验探究,电极材料为石墨,下列说法正确的是
电极N为阴极,该电极上有红色物质生成
B.电极M为正极,该电极上有气体产生
C.一段时间后,溶液质量增加
D.装置工作时,化学能转化为电能
【难度】★★
【答案】A
14.某原电池总反应离子方程式为2Fe3+
+
Fe3Fe2+,能实现该反应的原电池是(

A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液
【难度】★★
【答案】A
【解析】总反应2Fe3+
+
Fe→3Fe2+,还原反应(正极):2Fe3+
+
2e-
→2Fe2+,氧化反应(负极):
Fe

2e-→Fe2+,则铁为负极,Fe3+为电解质。
15.在稀硫酸中放入一块镀层严重损坏的白铁片,放出气体的速率是(

A.时快时慢
B.先慢后快
C.先快后慢
D.保持不变
【难度】★★
【答案】C
16.过量锌粉跟100mL
6mol/L的盐酸反应,在一定温度下,为加大反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应混合物中加入适量的(

A.铜粉
B.氯化钾粉末
C.氯化铜粉末
D.氢氧化钾固体
【难度】★★
【答案】C
17.等质量的两份锌粉a和b,分别加入过量的稀硫酸中,a中同时加入少量CuSO4溶液,下列各图中表示其产生氢气总体积(V)与时间(t)的关系正确的是(

【难度】★★
【答案】A
18.【2018年上海黄埔区二模】13.
关于钢铁电化学保护两种方法的说法错误的是(

A.
牺牲阳极阴极保护法利用的是原电池原理
B.
外加电流阴极保护法利用的是电解原理
C.
牺牲阳极阴极保护法中钢铁为负极
D.
外加电流阴极保护法中钢铁为阴极
【难度】★★
【答案】C
19.【2018年上海虹口区二模】18.有关远洋轮船船壳腐蚀与防护叙述错误的是(

A.可在船壳外刷油漆进行保护
B.可将船壳与电源的正极相连进行保护
C.可在船底安装锌块进行保护
D.在海上航行时,船壳主要发生吸氧腐蚀
【难度】★★
【答案】B
20.下列叙述中正确的是(

A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。
B.由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。
C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。
D.铜锌原电池工作时,若有13克锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过。
【难度】★★
【答案】D
21.在铜一锌一硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通时,理论上的两极变化是(

①锌片溶解32.5g
②锌片增重32.5g
③铜片上析出1
gH2
④铜片上析出1mol
H2
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【难度】★★
【答案】A
22.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2
mol
电子发生转移,则
(1)有________g金属被腐蚀。
(2)标准状况下有________L气体放出。
【难度】★★
【答案】(1)6.5
(2)2.24
【解析】镀锌铁发生电化学腐蚀,锌作负极:Zn-2e-→Zn2+,当有0.2
mol电子转移时,
有0.1
mol
Zn溶解。在正极上:2H++2e-→H2↑,生成0.1
mol
H2。
23.将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中,并经过一段时间后,下列各叙述正确的是(

A.负极有Cl逸出,正极有H+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
【难度】★★
【答案】D
24.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SO42
-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
【难度】★★
【答案】D
25.
(2020青浦区高考化学一模)如图,在盛有CCl4的U形管左右两端分别加入饱和食盐水和稀硫酸,使两边液面相平,再塞上插有铁丝的塞子,密封放置一段时间。下列说法不正确的是
A.左右两边负极反应均为Fe
-2e→Fe2+
B.左边液面高于右边液面
C.左右两边溶液的pH均升高
D.左右两边铁丝腐蚀速率一样快
【难度】★★
【答案】D
26.
(2020松江区高考化学一模)在饱和氯化钠溶液浸润的滤纸上分别做甲、乙两个实验,如图所示,下列判断正确的是
a极上发生还原反应
B.d为阴极,发生的反应为:Fe

2e→Fe2+
C.铁片腐蚀速率:乙>甲
D.b极上发生的反应为:O2
+
2H2O
+
4e

4OH-
【难度】★★★
【答案】D
27.
(2020静安区高考化学一模)
港珠澳大桥水下钢柱的防护采用了镶铝块的方法(如图),关于该方法的分析错误的是
A.钢柱做正极
B.铝块发生的电极反应:Al—3e

Al3+
C.可使化学能转变为电能
D.电子由钢柱经导线流向铝块
【难度】★★
【答案】D
28.市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝;启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题:
1
“热敷袋”放出的热量是利用了铁______________放出的热量;
2
炭粉的主要作用是__________________________________________;
3
加入氯化钠的主要作用是____________________________________;
4
试写出有关的电极反应式和化学方程式________________________________________
________________________________________________________。
【难度】★★★
【答案】1
被氧化
2
与铁屑、NaCl溶液构成原电池,加快铁屑的氧化作用
3
NaCl
溶于水,形成电解质溶液
4
负极:2Fe-4e-→2Fe2+;正极:2H2O+O2+4e-→4OH;
化学反应方程式:4FeOH3
+O2+2H2O→4FeOH3
2
/
5高一年级化学暑假班
教师
日期
学生
课程编号
19
课型
同步
课题
原电池
教学目标
掌握原电池化学原理;
2.学会书写原电池的正负两极的电极反应式;
教学重点
1.原电池的构成条件
2.铜-锌原电池工作原理
3.用原电池的知识解释生活中遇到的问题
教学安排
版块
时长
1
知识温习
10mins
2
每识每课
5mins
3
新知精讲
35mins
4
课堂小憩
5mins
5
典例解析
40mins
6
师生总结
20mins
7
课后作业
10mins
(1)溶质溶解在水中通常经过的两个过程:
扩散过程
_____-热量
_____过程
溶解
温度变化取决于吸收热量和放出热量的____
水合过程
______热量
_____过程
(2)常见的溶解时放热的物质:_______________________________等;
吸热的物质:___________________________________________等;
热量无明显变化的:____________________________________等。
书写1mol
C在空气中燃烧(放热393.5kJ)的热化学方程式
_________________________________________________________________
根据热化学方程式N2(g)+O2(g)

2NO(g)
-180.5kJ,若反应生成8molNO,需______(“吸收”或“放出”)热量_____________。
已知2CO(g)+O2(g)
点燃
2CO2(g)+565.2KJ
用文字表述上述热化学方程式的含义___________________________
_________________________________________。
(2)根据以上的热化学方程式,在右图的横线上正确填写。
尝试自制水果电池
水果也能发电,你相信吗?尝试自制最天然也最没有污染的电池——“水果电池”:将一块锌片和一块铜片插入切开的西红柿里,两块金属片之间连有金属导线,再将导线接到一个电子钟。不一会,电子钟开始跳动。
原来,梨、苹果、橙子、柠檬等水果里含有酸性离子,凡是酸性水果都能发电。两种电化学活性不一样的金属片,其中金属特性更活泼的金属片能将水果中的酸性物质置换出氢离子,产生正电荷,从而形成电流。学生解释说,“电流大小和水果中酸性物质的浓度成正比,柠檬发的电最强,提子发的电就很微弱。”
ps:把一个铜片、一个锌片插入一个水果内,两片之间要近一
点,但不能碰片,多个水果都这样插好,用电线把每个水果的正极(铜片)和负极(锌片)之间串联起来,开头的一个的正极(铜片)接用电器电源正极,收尾的一个负极(锌片)用电线和用电器的负极联接起来,这样电流回路就形成了,其中就会有电流产生,打开用电器,就可以使用了。
一、原电池的定义及分类
1.定义:
化学能可以转变为热量,还可以转变为其他形式的能量。把_________转变为_______的装置,我们称为化学电源,习惯上称为原电池。其反应本质是_______________。
2.分类
化学电源大体上可分为_____________、_______________和__________________三大类。常见的干电池(中性锌、二氧化锰电池)就是一种原电池。
二、形成条件
1.有一个自发进行的氧化还原反应;
2._________________________________________;
3._________________________________________;
4.__________________________________________。
铜—锌原电池
如图是Cu?Zn原电池,请填空:
1.工作原理
较活泼的金属与______________发生_____________反应,______________从较活泼的金属通过外电路流向______________。
负极:Zn-2e-=
Zn2+
(___________反应);现象_____________________。
正极:2H++2e-=
H2↑(___________反应);现象_____________________。
总反应方程式:______________________;
原电池反应的特点_____________________。
2.原电池电极名称确定方法
(1)根据电极材料的性质确定
通常是__________是负极,____________________是正极。
(2)根据电极反应的本身确定。
________________________________________;
________________________________________。
(3)根据电流方向确定
________________________________________;
溶液中阳离子的流向________________________________________,阴离子反之。
根据电解质溶液中离子流动方向判断
在内电路中,阳离子向__________移动,阴离子向__________移动。
根据电极反应现象判断
参与电极反应不断溶解的电极为__________(燃料电池除外);
质量增加或附近有气泡产生的电极为__________。
根据电池总反应式判断
若给出电池总反应式,通过标出电子转移的方向可知,__________的一极为负极,__________
的一极为正极。
3.原电池电极反应及其产物的分析
负极:M–
ne-
=
Mn+
正极:酸性溶液中
(如H2SO4溶液)
H++
2e=H2↑
钢铁在中性和弱碱性条件下(如K2SO4)
2H2O+O2+4e-=4OH-
【练一练】分析Zn–H2SO4溶液–Cu原电池(右图)反应原理:
由于_____活泼,容易_____电子,锌原子失去电子被______成Zn2+进入溶液,锌片的质量减小,失去的电子通过导线流向铜片,溶液中的______从铜片得到电子而被______形成氢原子,氢原子再结合成氢气分子从铜片上逸出。
电极反应式:负极:____________________正极:___________________
总反应方程式:_____________________,
小明考试回家,妈妈问他:“考的咋样呀?”
小明说:“只有一道题错了!!”
妈妈问:"啥题?”
小明说:“问3乘7等于几?”
妈妈问:“你等于几”
小明说:“我当时不管三七二十一等了个20.9!”
知识点1:原电池的形成条件
【例1】在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是(

变式1:下面装置不能组成原电池的(

A
A
A
A
Zn
C
Zn
Cu
Fe
C
Zn
Cu
稀硫酸
CuSO4溶液
稀硫酸
稀硫酸
稀硫酸
A.
B.
C.
D.
变式2:用铜片、银片、Cu
(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池(如右图)。以下有关该原电池的叙述正确的是(

①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为:Ag++e→Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
【方法提炼】形成原电池有四个条件:
1.有一个自发进行的氧化还原反应;
2.具有活动性不同的电极(金属与金属或石墨或不溶性的金属氧化物)
3.具有电解质溶液
4.形成(导线相连组成)闭合回路。
知识点2:判断原电池的正负极
【例1】已知2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2。将Al片和Mg片用导线相连,插入稀NaOH溶液中,分别形成原电池,则这个原电池中,正极是_______________。
变式1:钮扣式银锌电池的电极反应如下:锌极:
Zn
+
2OH--
2e

Zn(OH)2
氧化银极:
Ag2O
+
H2O
+
2e

2Ag
+
2OH-下列说法正确的是(双选题)(

A.锌是正极,被氧化
B.Ag2O是正极,发生还原反应
C.电子从锌极流向Ag2O极
D.锌是负极,被还原
变式2:人造卫星用到的一种高能电池—银锌电池,其电极反应为:Zn+
2OH--2e-→Zn(OH)2
Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-根据反应式判断氧化银是(

A.负极
被氧化
B.正极
被还原
C.负极
被还原
D.正极
被氧化
【方法提炼】判断电极方法总结:
(1)根据电极材料判断
(2)根据电极反应类型判断
(3)根据电极反应现象判断
(4)根据电子流动方向(或电流方向)判断
(5)根据电解质溶液中离子流动方向判断
(6)根据电池总反应式判断
知识点3:原电池的应用
【例1】10mL浓度为1
mol·L-1的硫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总量,可采用的方法是(

A.加入适量的3mol·L-1的硫酸
B.加入适量蒸馏水
C.加入数滴硫酸铜溶液
D.加入适量的硫酸钠溶液
变式1:将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,一下叙述正确的是(

A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.
产生气泡的速度甲比乙慢
变式2:按右图所示进行实验,以下叙述正确的是(

A.乙中铜丝是阳极
B.乙中铜丝上无气泡产生
C.产生气泡的速率甲比乙慢
D.甲、乙中锌粒都作负极
【例2】有A、B、C、D四种金属,将A与B用导线联结起来,浸入电解质溶液中,B不易被腐蚀;将A、D分别投入到等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈;将C浸入B的盐溶液中无明显变化;


A.D>C>A>B
B.D>A>B>C
C.D>B>A>C
D.B>A>D>C
变式1:把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属活动顺序由强到弱正确的为(

A.a>b>c>d
B.
a>c>d>b
C.c>a>b>d
D.b>d>c>a
变式2:下列叙述不正确的是(

A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B.钢铁在干燥的空气里不易腐蚀
C.用铝质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀
D.原电池中电子由负极流入正极
【方法提炼】(1)原电池反应速率较快;判断反应速率大小时,除常规的温度、浓度、压强催化剂等因素外,还可考虑是否发生了原电池反应。生活中的铁制品通常含有碳,与空气中的水等物质,形成原电池反应,潮湿环境中铁制品更易生锈。
(2)通常,铜锌原电池中,活泼金属更易失电子,逐渐溶解,做负极;H+在正极得电子,生成氢气;电流从正极流向负极。可通过原电池反应中,金属电极的实验现象、电流方向判断金属的活动性顺序
1.如下图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)中反应的离子方程式为_________________________,
(2)中的电极反应:Fe:__________________________、Sn:__________________________;
Sn极附近溶液的pH(填增大、减小或不变)_____________,
(3)中被腐蚀的金属是_____________、其电极反应式为__________________________。
比较(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_____________。
2.从能量转化角度看,原电池是一种由_______________________的装置。例如由银锌组成的原电池,银为______极,发生______反应,电子从______极流向______极。
3.原电池的正负极的判断:
①由组成原电池的两极材料判断。一般是_________的金属为负极,活泼性_________的金属或能_________的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由_________流向_________;电子流动方向是由_________极流向_________极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向的极是_________极,阴离子移向的极为_________极。
④根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是_________电子发生氧化反应,其正极总是_________电子发生_________反应。
4.原电池产生电流的本质原因是(

电解质溶液中有电离出的自由移动的离子
有导线将两个活泼性不同的电极连接
C.在不同金属的两极间存在电势差
D.在原电池中发生了氧化还原反应
5.
(2020浦东新区高考化学一模)用右图装置探究金属的腐蚀原理。有关说法正确的是
A.K打开时,生铁越靠近底端腐蚀越严重
B.K打开时,生铁的腐蚀速率比K闭合时慢
C.K闭合时,锌作阴极保护生铁
D.K闭合时,生铁上的电极反应式为O2+2H2O+4e

4OH―
6.(2020徐汇区高考化学一模)关于右图所示装置,下列说法正确的是
A.溶液X为食盐水,铁主要发生化学腐蚀
B.溶液X为稀硫酸,两电极均会产生气泡
C.溶液X为食盐水或稀硫酸,电子方向均由Fe
Cu
Fe
D.溶液X为食盐水或稀硫酸,铁棒上的电极反应均为:Fe-3e

Fe3+
7.(格致中学2018-2019学年度第一学期期末)关于如图所示装置的叙述,正确的是(

A.Zn是负极
B.正极上发生氧化反应
C.负极上发生氧化反应
D.Cu是正极
8.(2020嘉定区高考化学一模)下列关于实验现象的描述错误的是(  )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中,铜片表面出现气泡
B.用石墨棒作阳极,铁片作阴极,电解NaCl溶液,石墨棒和铁片表面都出现气泡
C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快
9.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必须是两种不同的金属
B.原电池是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
10.【2018年上海金山区二模】16.有关钢铁的腐蚀与防腐,不能用原电池原理解释的是(

A.析氢腐蚀
B.吸氧腐蚀
C.
与锌片相连后不易腐蚀
D.与电源负极相连后不易腐蚀
11.已知2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2,现以Mg片和Al片为电极,用导线连接,同时插入NaOH溶液中,下列说法正确的是(

A.Mg片作负极,电极反应:Mg-2e-Mg2+
B.Al片作负极,电极反应:Al+4OH--3e-AlO2-+2H2O
C.电子从Mg电极沿导线流向Al电极
D.Mg片上有气泡产生
12.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+Zn2++Cu,该反应的原电池的正确组成


A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Zn
Fe
负极
Cu
Zn
Ag
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
CuCl2
13.(2020黄埔区高考化学一模)某同学按图示装置进行实验探究,电极材料为石墨,下列说法正确的是
电极N为阴极,该电极上有红色物质生成
B.电极M为正极,该电极上有气体产生
C.一段时间后,溶液质量增加
D.装置工作时,化学能转化为电能
14.某原电池总反应离子方程式为2Fe3+
+
Fe3Fe2+,能实现该反应的原电池是(

A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液
15.在稀硫酸中放入一块镀层严重损坏的白铁片,放出气体的速率是(

A.时快时慢
B.先慢后快
C.先快后慢
D.保持不变
16.过量锌粉跟100mL
6mol/L的盐酸反应,在一定温度下,为加大反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应混合物中加入适量的(

A.铜粉
B.氯化钾粉末
C.氯化铜粉末
D.氢氧化钾固体
17.等质量的两份锌粉a和b,分别加入过量的稀硫酸中,a中同时加入少量CuSO4溶液,下列各图中表示其产生氢气总体积(V)与时间(t)的关系正确的是(

18.【2018年上海黄埔区二模】13.
关于钢铁电化学保护两种方法的说法错误的是(

A.
牺牲阳极阴极保护法利用的是原电池原理
B.
外加电流阴极保护法利用的是电解原理
C.
牺牲阳极阴极保护法中钢铁为负极
D.
外加电流阴极保护法中钢铁为阴极
19.【2018年上海虹口区二模】18.有关远洋轮船船壳腐蚀与防护叙述错误的是(

A.可在船壳外刷油漆进行保护
B.可将船壳与电源的正极相连进行保护
C.可在船底安装锌块进行保护
D.在海上航行时,船壳主要发生吸氧腐蚀
20.下列叙述中正确的是(

A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。
B.由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。
C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。
D.铜锌原电池工作时,若有13克锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过。
21.在铜一锌一硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通时,理论上的两极变化是(

①锌片溶解32.5g
②锌片增重32.5g
③铜片上析出1
gH2
④铜片上析出1mol
H2
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
22.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2
mol
电子发生转移,则
(1)有________g金属被腐蚀。
(2)标准状况下有________L气体放出。
23.将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中,并经过一段时间后,下列各叙述正确的是(

A.负极有Cl逸出,正极有H+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
24.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SO42
-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
25.
(2020青浦区高考化学一模)如图,在盛有CCl4的U形管左右两端分别加入饱和食盐水和稀硫酸,使两边液面相平,再塞上插有铁丝的塞子,密封放置一段时间。下列说法不正确的是
A.左右两边负极反应均为Fe
-2e→Fe2+
B.左边液面高于右边液面
C.左右两边溶液的pH均升高
D.左右两边铁丝腐蚀速率一样快
26.
(2020松江区高考化学一模)在饱和氯化钠溶液浸润的滤纸上分别做甲、乙两个实验,如图所示,下列判断正确的是
a极上发生还原反应
B.d为阴极,发生的反应为:Fe

2e→Fe2+
C.铁片腐蚀速率:乙>甲
D.b极上发生的反应为:O2
+
2H2O
+
4e

4OH-
27.
(2020静安区高考化学一模)
港珠澳大桥水下钢柱的防护采用了镶铝块的方法(如图),关于该方法的分析错误的是
A.钢柱做正极
B.铝块发生的电极反应:Al—3e

Al3+
C.可使化学能转变为电能
D.电子由钢柱经导线流向铝块
28.市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝;启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题:
1
“热敷袋”放出的热量是利用了铁______________放出的热量;
2
炭粉的主要作用是__________________________________________;
3
加入氯化钠的主要作用是____________________________________;
4
试写出有关的电极反应式和化学方程式________________________________________
________________________________________________________。
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