高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 1 原電池學(xué)案 蘇教版選修4.doc

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原電池 【考點(diǎn)精講】 1.概念 把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2.原電池的構(gòu)成條件 （1）一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生。 （2）二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。 （3）三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需要三個(gè)條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液。 3.單液原電池和雙液原電池的對(duì)比 （1）兩裝置的相同點(diǎn)： 正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)相同。 負(fù)極：Zn－2e－＝Zn2＋ 正極：Cu2＋＋2e－＝Cu 總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋＝Cu＋Zn2＋ （2）兩裝置的不同點(diǎn)： ●圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會(huì)有一部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會(huì)升高。 ●圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個(gè)燒杯中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與Cu2＋直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。 （3）鹽橋的組成和作用 1）鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。 2）鹽橋的作用：①連接內(nèi)電路，形成閉合回路； ②平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。 【典例精析】 例題1有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述，正確的是 （　?。? A.CaO＋H2O＝Ca（OH）2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B.某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液 C.原電池的兩極一定是由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成 D.理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池 思路導(dǎo)航：CaO＋H2O＝Ca（OH）2不是氧化還原反應(yīng)，故A錯(cuò)；KCl和AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生，故B錯(cuò)；作電極的不一定是金屬，如石墨棒也可作電極，故C錯(cuò)。 答案：D 例題2某原電池構(gòu)造如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是 （　?。? A.在外電路中，電子由銀電極流向銅電極 B.取出鹽橋后，電流表的指針仍發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.外電路中每通過0.1 mol電子，銅的質(zhì)量理論上減小6.4 g D.原電池的總反應(yīng)式為Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2 思路導(dǎo)航：Cu作負(fù)極，Ag作正極，電極反應(yīng)式分別為 負(fù)極：Cu－2e－＝Cu2＋ 正極：2Ag＋＋2e－＝2Ag 總反應(yīng)式：Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2，D正確。 答案：D 例題3有A、B、C、D、E五塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)；⑤用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出。據(jù)此，判斷五種金屬的活動(dòng)性順序是（　　） A.A>B>C>D>E B.A>C>D>B>E C.C>A>B>D>E D.B>D>C>A>E 思路導(dǎo)航：金屬與稀H2SO4溶液組成原電池，活潑金屬為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H＋在正極電極表面得到電子生成H2，電子運(yùn)動(dòng)方向由負(fù)極→正極，電流方向則由正極→負(fù)極。在題述原電池中，AB原電池，A為負(fù)極；CD原電池，C為負(fù)極；AC原電池，A為負(fù)極；BD原電池，D為負(fù)極；E先析出，故E不活潑。綜上可知，金屬活動(dòng)性：A>C>D>B>E。 答案：B 【總結(jié)提升】 快速書寫電極反應(yīng)式的步驟 1.列出正負(fù)極得失電子情況。 2.在等式的兩邊分別寫出反應(yīng)物和生成物。 3.產(chǎn)物與溶液的環(huán)境有關(guān)。如CH4燃燒產(chǎn)物：CO2（酸性）；CO32－（堿性）。 4.按照化合價(jià)升降守恒、電荷守恒（看電解質(zhì)傳導(dǎo)的離子）、物料守恒、配平正負(fù)極的電極反應(yīng)式。 5.將兩個(gè)電極反應(yīng)式合并起來，即可得到原電池總反應(yīng)式。 例題如圖所示，在不同的電解質(zhì)溶液中可以組成不同的電池。 （1）①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，F(xiàn)e電極是________（填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)式為______________________________。 ②當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時(shí)，Al電極是________（填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)式為_______________________________。 （2）若把鋁改為鋅，電解質(zhì)溶液為濃硝酸，則Fe電極是________（填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)式為___________________________________________________。 思路導(dǎo)航：（1）①電解質(zhì)溶液是稀硫酸時(shí)，Al電極是負(fù)極，F(xiàn)e電極是正極，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－＝H2↑。②當(dāng)電解質(zhì)溶液是NaOH溶液時(shí)，鋁與NaOH溶液反應(yīng)，而Fe不反應(yīng)，故鋁作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－＝AlO＋2H2O。 （2）把鋁改為鋅，用濃硝酸作電解質(zhì)溶液，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，則Fe電極是正極，Zn電極是負(fù)極，F(xiàn)e電極上的電極反應(yīng)式為NO＋2H＋＋e－＝NO2↑＋H2O。 答案：（1）①正　2H＋＋2e－＝H2↑②負(fù)　Al－3e－＋4OH－＝AlO＋2H2O （2）正　NO＋2H＋＋e－＝NO2↑＋H2O