高三复习《原电池》

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,练习题,写出下列反应的电极反应式及总反应式,（,1,）惰性电极,氯化镁溶液、硫酸铝溶液、硝酸溶液、,硝酸钾液、硝酸铜溶液、氢溴酸溶液,（,2,）,阳极,阴极,电解质溶液,Cu,Fe,CuCl,2,Fe,Fe,NaCl,C,Mg,HCl,Zn,Cu,Zn(NO,3,),2,练习,3,按下图装置进行电解（均是惰性电极），已知,A,烧杯中装有,500,mL20,的,NaOH,溶液，,B,烧杯中装有,500,mL,pH,为,6,的,CuSO,4,溶液。通电一段时间后，在,b,电极上收集到,28,mL,气体（标准状况），则,B,烧杯中溶液,pH,变为（溶液体积变化忽略不计）（）,A,4 B,3,C,2 D,1,C,练习,4,工业上为了处理含有,Cr,2,O,7,2-,酸性工业废水，采用下面的处理方法，往工业废水中加入适量的,NaCl,，,以铁为电极进行电解，经过一段时间后，有,Cr(OH),3,和,Fe(OH),3,沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准,请回答下面问题：,1.,两极发生的电极反应：,2.,写出,Cr,2,O,7,2-,变为,Cr,3+,的离子方程式：,3,工业废水由酸性变为碱性的原因：,4,能否改用石墨电极？说明原因。,阳极：,Fe 2e,-,=,Fe,2+,阴极：,2,H,+,+,2e-,=H,2,Cr,2,O,7,2-,+6Fe,2+,+14H,+,=2Cr,3+,+6 Fe,3+,+7H,2,O,H,+,不断放电,Cr,2,O,7,2-,与,Fe,2+,反应中消耗,H,+,打破了水的电离平衡,使溶液中,OH,-,H,+,不能,阳极产生,Cl,2,得不到,Fe,2+,，,缺少还原剂,不能使,Cr,2,O,7,2-,变为,Cr,3+,生成,Cr(OH),3,沉淀而除去,电解一段时间，如何恢原到电解前的溶液,既要考虑“质”又要考虑“量”,.,例如,:,电解,CuSO,4,溶液：,抓住溶液的变化,若加入,CuO,、,Cu(OH),2,，,均能与,H,2,SO,4,反应生成,CuSO,4,.,CuO,H,2,SO,4,CuSO,4,H,2,O,Cu(OH),2,H,2,SO,4,CuSO,4,2H,2,O,比较、消耗的,H,2,SO,4,、,生成的,CuSO,4,、,H,2,O,即可知道,:,加入,1,mol Cu(OH),2,能与,1,mol H,2,SO,4,反应能生成,1,mol CuSO,4,和,2,molH,2,O.,不符合电解时的相关物质的比例,.,若改加,CuO,，,则很合适,.,实质：从溶液中脱离的物质按照一定的物质的量进行反应后生成的物质，就是要加入的物质。,思考,2,：,如何确定所加物质的量,?(,惰性电极,),分析：,由于两极上通过的电子数相等,故阴、阳两极产物的物质的量间一定满足确定的关系,.,因而加入物与其也有一定关系,.,例如,:,电解含,0.4,mol CuSO,4,溶液一段时间后，阳极上生成,2.24,L,气体,(,S.T.P),则应加入,CuO,多少克？,(,用惰性电极,),解析,O,2,2CuO,1mol 2mol,0.1mol 0.2mol,m(CuO),0.280,16(g),故加入,16,g,CuO,即能恢复,练习,5,用阳极,X,和阴极,Y,电解,Z,的水溶液,电解一段时间后,再加入,W,能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的组是,(),X,Y,Z,W,A,C,Fe,NaCl,H,2,O,B,Pt,Cu,CuSO,4,CuSO,4,溶液,C,C,C,H,2,SO,4,H,2,O,D,Ag,Fe,AgNO,3,AgNO,3,晶体,C,A,、,NaCl,电解后生成,NaOH,再加水后不能恢复电解前的状态,B,、,电解,CuSO,4,溶液中的,SO,4,2-,物质的量没变,再加,CuSO,4,也不能恢复,C,、,实质是水的电解,再加适量水,可使,H,2,SO,4,溶液恢复,D,、,实质是电镀,AgNO,3,溶液浓度不变,不需加,AgNO,3,晶体,解析,【,高考真题,】,（,09,年安徽理综,12,）,Cu,2,O,是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取,.Cu,2,O,的电解池示意图如下，电解总反应,:,2Cu+H,2,O=Cu,2,O+H,2,下列说法正确的是,A,石墨电极上产生氢气,B,铜电极发生还原反应,C,铜电极接直流电源的负极,D,当有,0.1mol,电子转移时，有,0.1molCu,2,O,生成。,A,【,高考真题,】,（,09,年山东理综,29,）,ZnMnO,2,干电池应用广泛，其电解质溶液是,ZnCl,2,NH,4,Cl,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,ZnCl,2,NH,4,Cl,混合溶液中含有杂质,Cu,2,，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是,。欲除去,Cu,2+,，最好选用下列试剂中的,（填代号）。,a,NaOH b,Zn c,Fe d,NH,3,H,2,O,（,3,）,MnO,2,的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的,MnSO,4,溶液。阴极的电极反应式是,。若电解电路中通过,2mol,电子，,MnO,2,的理论产量为,。,（,1,）,Zn,（或锌）正极,（,2,）,Zn,与,Cu,2+,反应生成,Cu,，,Zn,与,Cu,构成原电池，加快反应速率,b,（,3,）,2H,+,+2e,-,=H,2,87g,济钢高中高三化学一模复习,原电池,原电池,大纲要求,了解原电池的工作原理,能够熟练书写电极反应式和电池反应式,了解原电池原理在生产、生活和科技领域的应用,熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理,了解金属发生化学腐蚀的原理,了解金属防护的方法,一、原电池,构成原电池的基本条件是什么？,把,化学能,转化为,电能,的装置。,原电池的形成条件,(,4,),形成闭合回路,。,（两电极用导线连接,，,或接触,。）,（,1,）,能自发地发生的氧化还原反应,：,电极和电解质溶液,两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）,（,2,）,电解质溶液,：,参与电极反应或构成内电路,（,3,）,两导体作电极,：,活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。,两不活泼的导体石墨或,Pt,等。（燃料电池电极）,例,1.,下列哪几个装置能形成原电池,？,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO,4,原电池正负极的比较,比较项目,正极,负极,电子流动方向,电子流入,电子流出,金属活泼性,相对不活泼,相对活泼,电极反应,N,m+,+me,-,=N,(,还原反应,),M-,ne,-,=,M,n,+,(,氧化反应,),电极质量变化,增大或不变,一般：减小,离子移动方向,阳离子,移向该极,阴离子,移向该极,氧化反应,M-,ne,=,M,n,+,产生电流,失,e,-,沿导线转移,还原反应,N,m+,+me,=N,原电池的工作原理,负极,正极,阴离子,阳离子,e,e,综,述,1,、负极失电子发生氧化反应；溶液中氧化性较强的微粒在正极上得电子发生还原反应；,2,、电子由负极流向正极，电流方向是由正极流到负极（外电路）。,1,、用,Al,、,Cu,作电极，如何使,Cu,作负极，,Al,作正极？,电极反应式如何写？,浓硝酸作电解液,2,、用,Mg,、,Al,作电极，如何使,Al,作负极，,Mg,作正极？,电极反应式如何写？,NaOH,作电解液,思考,负极：,Cu-2e,-,=Cu,2+,正极：,4H,+,+2NO,3,-,+2e,-,=2NO,2,+2H,2,O,负极：,2Al+8OH,-,-6e,-,2AlO,2,-,+4H,2,O,正极：,6H,2,O+6e,-,3H,2,+6OH,-,例,3.,市场上出售的,“,热敷袋,”,，其主要成分是：,铁屑、炭粉、木屑与少量,NaCl,、,水,等。它在使用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。当使用完后还会发现有铁锈生成。,(1),热敷袋使用时，为什么会放出热量？,(3),试写出有关的电极反应式和化学方程式。,(2),碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？,(1),热敷袋使用时，为什么会放出热量？,(3),试写出有关的电极反应式和化学方程式。,利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。,负极：,2Fe-4e,-,=2Fe,2+,正极：,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,总反应：,4Fe+3O,2,+6H,2,O=4Fe(OH),3,(2),碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？,碳粉,的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池，加速铁屑的氧化。,氯化钠,溶于水，形成了电解质溶液。,（）,盐桥的作用是什么,？,可,提供定向移动的阴阳离子，,使由它连接的两溶液保持电中性,，,盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行,。,导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。,双液原电池的工作原理,（有关概念）,（）盐桥中装有饱和的,KCl,溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出,盐桥的作用：,（,1,）形成闭合回路。,（,2,）平衡电荷。,(3),双液原电池,的优点,：,能产生持续、稳定的电流。,依据氧化还原反应：,2Ag,(,aq,),Cu(s,)=Cu,2,(,aq,),2Ag(s),设计的原电池如图所示。,盐桥,X,Y,A,CuSO,4,溶液,电流计,Ag,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。,铜,(,或,Cu),AgNO,3,溶液,正,Ag,e,=Ag,Cu-2e,=Cu,2,负,(Cu),正,(Ag),利用反应,Zn+2FeCl,3,=2FeCl,2,+ZnCl,2,，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。,(+),(-),G,Zn,Pt,FeCl,3,溶液,负极（,Zn,）：,Zn-2e,-,=Zn,2+,（氧化反应）,正极（,Pt,或,C,）：,2Fe,3+,+2e,-,=2Fe,2+,（还原反应）,(+),(-),盐桥,Zn,C,ZnCl,2,溶液,FeCl,3,溶液,G,强调：原电池的,设计,请将氧化还原反应,Cu+2Ag,+,=Cu,2+,+2Ag,设计成一个,能产生,持续、,稳定电流的原电池装置,Cu,CuSO,4,Ag,AgNO,3,判断右边原电池的正,、负极,，,并写出电极反应式,。,强调：电极的判断及电极反应式的书写,A,FeCl,3,溶液,负极：,Cu,-,2e,Cu,2+,正极：,2Fe,3+,+2e,-,2Fe,2+,Cu C,Mg Al,A,稀硫酸溶液,NaOH,溶液,（稀硫酸）负极,:Mg-2e,-,Mg,2+,正极：,2H,+,+2e,-,H,2,（,NaOH,溶液）,负极：,2Al+8OH,-,-6e,-,2AlO,2,-,+4H,2,O,2Al+2OH,-,+2H,2,O=2AlO,2,-,+3H,2,正极：,6H,2,O+6e,-,3H,2,+6OH,-,原电池原理的应用,(2),比较金属的活泼性；,构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性,正极,(3),加快某些化学反应的反应速率；,(1),制做化学电源；,(4),金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。,金属的电化学腐蚀,（一）金属腐蚀,1.,概念：,金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。,2.,金属腐蚀的本质,金属原子失去电子变成阳离子而损耗,3.,金属腐蚀的分类：,化学腐蚀和电化学腐蚀,绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀,电化学腐蚀通常有,析氢腐蚀,和,吸氧腐蚀,比