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1、2012年伊宁县二中高三化学一轮复习资料电化学原理1-原电池 主备人：林晓红 备课时间： 上课时间：复习目标： 1、了解原电池的工作原理，即原电池原理 2、能书写电池反应的化学方程式（电极反应式）3、能够运用所学知识设计原电池装置复习难重点：原电池原理，能书写电池反应的化学方程式复习课时：两课时基础知识预备：1、原电池是将 转化为 的装置。其本质是 原理的应用。2、判断下列装置为原电池的是： Zn Cu Zn Cu Zn Cu 镁 铜 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4A B C DZn Zn A l MgZnCu 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 NaOH溶液 E F G 小结
2、： 构成原电池的4个条件是：_ _ _ _3、写出上图中原电池的电极反应式和总反应式：_ _ 找规律，小结：负极 产生阳离子或消耗阴离子， 正极 产生阴离子或消耗阳离子观察电极，看负极是否参加电极反应，注意负极产生的阳离子能否与电解质溶液发生复分解反应。注意溶液的酸碱性，适当在电极反应式两边添加_、_、或_，以遵循电荷守恒和质量守恒。自主学习：一、盐桥在原电池工作中的应用看实验4-1，结合图4-1，阅读课本P71页有关实验论述，解决如下问题：1、图4-1和必修2的Cu-Zn原电池装置对照，实验装置有何变化？ _2、盐桥的作用 _二、原电池工作的原理和应用：1、工作原理以 Cu-Zn原电池 为例
3、 正极： _电子，发生_反应。 负极： _电子，发生_反应。 Zn Cu 外电路 e-负极 正极 稀 H2SO4 内电路：_向负极移动_向正极移动2、有盐桥的原电池的工作原理： 外电路 e- 负极 正极盐桥 Zn半电池 铜半电池思考：内电路中，离子是如何移动形成闭合回路的？练习：依据氧化还原反应：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 电极流向 电极。三、原电池原理的应用：1、比较金属
4、的活泼性：（活动性 负极金属 正极金属）例、有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连结起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。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。据此判断它们活动性由强到弱的须序是（ ） ADCABBDABCCDBACDBADC2、加快化学反应速率（形成原电池，加快了氧化还原反应的速率）例、将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是（ ）A B C D3、试着设计一个原电池_ _ 此类试题
5、主要考查原电池的概念、正负极的判断、电极反应方程式的书写、电解质溶液中离子的移动方向、外电路电子的流向、正负极上所发生反应的类型等。【例2】铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是（ ） A正极反应为：Zn2e-=Zn2+ B电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu C在外电路中，电子从正极流向负极 D盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 【分析】原电池的两极，一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极，所以Zn是负极，故A错；电池总反应和没有形成原电池时的氧化还原反应相同，故B正确；外电路中，电子是由原电池的负极流向正极，故C错；在电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移
6、向负极，故D错。【答案】B课堂练习：一、选择题1.（2003年春季高考理综题）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是A.4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 B.2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2C.2H2OO24e=4OH D.Fe3e=Fe32.(2000年上海高考题）随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源C.不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极3.铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01 molL1的
7、食盐溶液中，可能出现的现象是A.铁棒附近产生OHB.铁棒被腐蚀C.石墨棒上放出Cl2D.石墨棒上放出O24.某原电池总反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池组成是A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液5.生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是 （ ）A.负极发生的电极反应可能是：O24e2H2O=4OHB.正极发生的电极反应可能是：O24e
8、=2O2C.负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCO D.正极反应主要是C6H12O6生成CO2或CO6.以下现象与电化腐蚀无关的是A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D.银制奖牌久置后表面变暗7.锂电池是新一代的高能电池，它以质轻、能高而受到普遍重视，目前已经研制成功了多种锂电池。某种锂电池的总反应可表示为：LiMnO2=LiMnO2。若该电池提供5库仑（C）电量（其他损耗忽略不计），则消耗的正极材料的质量约为（式量Li:7;MnO2:87,电子电量取1.601019C）A.3.2103 gB.7
9、104 gC.4.52103 gD.4.52102 g8.据报道，美国正在研究的新电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2ZnO2=2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是A.锌为正极，空气进入负极反应 B.负极反应为Zn2e=Zn2C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定不是强酸9.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成CH4燃料电池。已知通入CH4的一极，其电极反应式是：CH410OH8e=CO7H2O;通入O2的另一极，其电极反应是：O22H2O4e=4OH，下列叙述不正确的是 （ ）A.通入CH4的电极为负极 B.正极发
10、生氧化反应C.燃料电池工作时溶液中的阴离子向负极移动 D.该电池使用一段时间后应补充KOH二、非选择题（共55分）10.（10分）如右图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。（1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈） 。A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.保持平衡状态不变C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜（2）产生上述现象的原因是 。11.（10分）（2000年全国高考理综卷）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃
11、气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO2CO4CO24e阴极反应式： 总电池反应式： 12.（10分）（1）今有反应2H2O22H2O构成了燃料电池，则负极通的应是 ，正极通的应是 。电极反应式为：负极 ，正极： 。（2）如把KOH改为稀H2SO4做电解质，则电极反应式为：负极 ，正极 。两电极附近溶液的pH各有何变化？（3）如把H2改为CH4、KOH做导电物质，则电极反应式为：负极 ，正极 。13.（12分）下表数据是在某高温下，金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录：反应时间t/h1491625MgO层厚y/nm0.05a
12、0.20a0.45a0.80a1.25aNiO层厚y/nmB2b3b4b5b注：a和b均为与温度有关的常数。请填空回答：（1）金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示，其理由是 。（2）金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是（填“直线”“抛物线”“对数”或“双曲线”）：MgO氧化膜厚y属 型，NiO氧化膜厚y属 型。（3）Mg与Ni比较，哪一种金属更具有耐腐蚀性 ，其理由是 。14.（8分）电池在人们的日常生活、工农业生产、教学科研等各个方面具有广泛的应用。电池按不同的划分标准可以划分为不同的种类，应用最广泛的是电化学电池。（1）电化学电池能够把 能转化为 能。电化学电池的工作原
13、理是 的迁移扩散和电化学反应。下列属于电化学电池的有 。蓄电池 锌锰电池 充电电池 一次性电池（2）电化学电池的组成可以表示为：（）负极材料A正极材料（）。A表示 ，离子在A中的电阻比电子在金属中的电阻 。对于不漏电的电池电子在A中的电阻为 。（3）1991年Sony公司首次推出商品化的锂离子电池，此后锂离子电池的厂家如雨后春笋般在全世界出现，锂离子电池的品种和数量也在逐年增加。锂离子电池的电压高，单个电池的电压是3.6 V，锂离子电池的正极材料是锂的过渡金属氧化物（例如LiCoO2)混以一定量的导电添加物（例如C）构成的混合导体，负极材料是可插入锂的碳材料。锂在元素周期表中位于第 周期，第
14、主族。锂离子电池所用的正负极材料都是不污染环境的无毒无害物质，属于绿色能源。而镉镍在生产过程中污染环境。（作为密封电池无毒无害可以放心使用）镉镍电池的有毒物质是 ，它作为电池的 极。2012年伊宁县二中高三化学一轮复习资料电化学原理2-化学电源 复习目标： 1 使学生了解日常生活中常用化学电源的种类和新型化学电源 2 了解常见化学电源的工作原理，学会电极反应式的书写 3 掌握有关原电池的计算 了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识 复习难、重点： 一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用复习课时：两节课 新课讲授一、化学电池 1概念：_ _ 2分类： _ _二、一次电池 1普通锌锰
15、电池-干电池 干电池是用锌筒外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2，NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末 负极：_正极：_ 缺点：_ 2银锌电池-钮扣电池 正极Ag2O，负极锌,电解质溶液为KOH 电池总反应：Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO 负极：_ 正极：_ 3锂电池 用金属锂作负极，MnO2作正极，LiClO4有机电解液 电池总反应：Li+ MnO2 =LiMnO2 负极： 正极: MnO2+e-= MnO2- 三、二次电池 1铅蓄电池 正极棕褐色的PbO2，负极是海绵状的金属铅，两极均浸入H2SO4溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔
16、塑料隔开 放电时：负极：Pb + SO42-2e-= PbSO4 放电 充电 正极：PbO2 + 4H+ SO42-+2e-= PbSO4+2H2O 当放电进行到H2SO4的浓度降低，溶液的密度达1.18g/cm3时应停止使用， 蓄电池放电的总化学方程式：_. 蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O2银锌蓄电池 银锌电池是一种高能电池，正极由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液负极：Zn2OH-2e- Zn(OH)2正极：Ag2OH2O2e- 2Ag2OH- 放电 充电 放电的总化学方程式：_ 总反应
17、式：ZnAg2OH2O Zn(OH)22Ag四、燃料电池 1氢氧燃料电池： 电极材料是多孔镍电极，它工作时电池反应式为：2H2+O2=2H2O, 电解质可用KOH或H2SO4 （1）碱性介质 负极： _正极： _（2）酸性介质： 负极：_正极：_ 2甲烷燃料电池： 该电池用金属铂片插入电解质溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和O2 （1）碱性介质 负极：_ 正极：_ （2）酸性介质： 负极：_正极：_ 3甲醇燃料电池： 应用探究例1（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2
18、根据此反应式判断下列叙述中正确的是（ ）A电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原 D电池放电时，H2是负极例2（2004年天津高考理综题）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ( )Aa电极是负极 Bb电极的电极反应为：4OH-4e-= 2H2O+O2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置例3（2004年江苏高考化学题）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(
19、s)+ 2MnO2(s) + H2O(l) = Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)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(s)+H2O(1)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq) 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O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g课堂测试： 1. (2010原创)在下图中的8个装置中，属于原电池的是() A B C D2 把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由DC；A、C相连时，C极上产生大量气泡，
20、B、D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动性顺序是()AABCD BACDB CCABD DBDCA3.(2009广东单科，14)可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应都为： O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为：Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的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4 (2010改编)下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提
21、示，下列叙述不正确的是()Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH4e=2H2OO2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置5(1)将Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4中组成原电池，写出电极名称及电极反应式：Al片()_，Cu片()_。(2)若将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？_(填“能”或“不能”，“若不能”，则不用回答下面的问题)，若能组成原电池，写出电极名称及电极反应式： Al片()_，Cu片()_。6由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质
22、量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。【强化训练】一、选择题1 (2010原创)关于如下图所示装置的叙述，正确的是() A铜是阳极，铜片上有气泡产生 B铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片 D氢离子在铜片表面被还原2 如图，在盛有稀H2SO4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，关于该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Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为
23、FeCX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XY3 如下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所选项MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌 硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液列M、N、P物质，其中可以成立的是()4 (2010模拟精选，江苏徐州3月)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质溶液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)，则下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s
24、)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)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 g5. 某原电池总反应离子方程式是2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池是()A正极是Cu，负极是Fe，电解质是FeCl3溶液B正极是C，负极是Fe，电解质是Fe(NO3)3溶液C正极是Fe，负极是Zn，电解质是Fe2(SO4)3溶液D正极是Ag，负极是Fe，电解质是CuSO4溶液6(2009福建理综，11)控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2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
25、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10. (2010模拟精选，山东济宁质检)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：2COO2=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：O22CO24e=2COC负极发生的电极反应是：COCO2e=2CO2D正极发生氧化反应二、非选择题11 (2010原创)(1)今有2H2O22H2O反应，构
26、成燃料电池，则负极通的应是_，正极通的应是_，电极反应式为_、_。(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式为_、_。(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？_。(3)如把H2改为甲烷、KOH作导电物质，则电极反应式为：_、_。12(2009山东理综，29)ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。aNaOH bZ
27、n cFe dNH3H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_。若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为_g。14(2009海南化学，15)LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应式为_；(2)电池正极发生的电极反应式为_；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验
28、现象是_，反应的化学方程式为_；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。2012年伊宁县二中高三化学一轮复习资料电化学原理3-电解池 复习目标： 1、了解电解池的工作原理，即电解池原理 2、能书写电解池反应的化学方程式（电极反应式）3、能够运用所学知识设计电解池装置复习难重点：电解原理，能书写电解反应的化学方程式复习课时：两课时基础知识预备：CCCH3CH2OH稀H2SO4玻璃棒玻璃棒稀H2SO4FeC稀H2SO4CuC稀H2SO4CCu在CuCl2的电解池中，电子流动方向从电源的 极沿着导线到达 极，从 极沿着导线回到电源的 极。在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？ 。溶
29、液中的 在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的 在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠 的定向移动而形成闭合回路的。对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl两种离子呢？ 。水电离出少量的H和OH在电场作用下是否也要做定向移动呢？ 。通电时，溶液中的 两种离子都要向阴极移动， 都要向阳极移动。5、放电顺序阴极上：由于阴极上要 电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都不能得电子，因此只能是溶液中的 得电子。阳离子氧化性越强就越 得电子。因此阴极上氧化性强的离子 得电子。金属越不活泼，对应阳离子氧化性越 ，越 得电子。由此根据金属活动顺
30、序表，分析下列离子得电子能力的强弱：金属活动顺序表 Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3严格讲：离子的放电能力与其浓度也有一定的关系，如酸溶液中：cH+(酸)c H+(水)，因而放电能力 。但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影响。 、 、 、 、 、 等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。小结：质量增加，或有氢气产生的电极一定是 极。阳极上：电解池中阳极上要 电子，而 与溶液中的 都可失电子，因此阳极上的电极反应与 有关。由于一般的 比阴离子更容易失去电子，因此如果用一般的金属材料做阳极，电解时阳极上是 失去电子。而阳极如果用石墨或金属铂（Pt）等难失电子的物质做惰性电极时，则是溶液中 失去电子。阴离子还原性越强就越 失去电子。根据非金属性的强弱，分析下列离子失电子能力的强弱：S2 I Br Cl OH（水或碱） 最高价含氧酸根离子 F。从CuCl2溶液的电解产物可知： 的失电子能力比 强。而氟原子的得电子能力很 ，因而F失电子能力最 。研究表明：OH的失电子能力比最高价含氧酸根离子强：4OH 4eO2 2H2O
