全程復(fù)習(xí)構(gòu)想20xx高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)91原電池化學(xué)電源課件(編輯修改稿)
2025-07-02 22:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 a＋向負(fù)極移動(dòng) C ．廢液的 pH 大于 NaC lO 溶液的 pH D ． X 電極上發(fā)生的反應(yīng)為： ClO－＋ 2H2O － 4e－== = ClO－3＋ 4H＋ 解析： 由題圖可知， OH－向 Y 電極移動(dòng)，則 X 電極為正極， Y電極為負(fù)極，鎂作 Y 電極， A 正確；電池工作時(shí) Na＋向正極移動(dòng)，B 錯(cuò)誤； Y 電極附近生成的 Mg2 ＋結(jié)合 OH－生成沉淀，所以廢液的pH 小于 NaC lO 溶液的 pH ， C 錯(cuò)誤； X 電極上發(fā)生得電子的反應(yīng)，即 ClO－＋ H2O ＋ 2e－== =Cl－＋ 2O H－， D 錯(cuò)誤。 答案： A 1 － 3 有人設(shè)計(jì)以 Pt 和 Zn 為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起博器的能源。它依靠跟人體內(nèi)體液中含有的一定濃度的溶解氧、 H＋和 Zn2 ＋進(jìn)行工作，試寫出該電池的兩極反應(yīng)式。 負(fù)極： ____ ___________________________________________ 正極： ____ ___________________________________________ 解析： 金屬鉑是相對(duì)惰性的，金屬鋅是相對(duì)活潑的，所以鋅是負(fù)極， Zn 失電子成為 Zn2 ＋，而不是 Z n O 或 Z n(O H)2，因?yàn)轭}目已告訴 H＋參與反應(yīng)。正極上 O2得電子成為負(fù)二 價(jià)氧，在 H＋作用下肯定不是 O2 －、 OH－等形式，而只能是產(chǎn)物水，體液內(nèi)的 H＋得電子生成 H2似乎不可能。故發(fā)生以下電極反應(yīng)： 負(fù)極： 2 Z n － 4e－== =2Z n2 ＋， 正極： O2＋ 4H＋＋ 4e－== =2H2O 。 答案： 負(fù)極： 2 Z n － 4e － == =2 Z n 2 ＋ ， 正極： O 2 ＋ 4H ＋ ＋ 4e － == =2H 2 O 。 1 － 4 查處酒后駕駛所采用的 “ 便攜式乙醇測(cè)量?jī)x ” 以燃料電池為工作原理。在酸性環(huán)境中，理論上乙醇可以被完全氧化為CO2，但實(shí)際上乙醇被氧化為 X ，其中一個(gè)電極反應(yīng)為： O2＋ 4e－＋ 4H＋== =2 H2O 。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A ．另一電極反應(yīng)為： CH3CH2OH ＋ 2e－== =X ＋ 2OH－ B ．消耗 mol O2轉(zhuǎn)移 mol 電子 C ．乙醇在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，電子由正極經(jīng)過(guò)外電路流向負(fù)極 D ．電池總反應(yīng)為： CH3CH2OH ＋ O2== = CH3COOH ＋ H2O 解析： 由題意，該電池中乙醇被氧化，所以乙醇在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)： CH3CH2OH － 4e－＋ H2O == = CH3COOH ＋ 4H＋，消耗 mol O2轉(zhuǎn)移 mo l 電子，電子應(yīng)該由負(fù)極流向正極。 A 、 B 、 C 選項(xiàng)都錯(cuò)。 答案： D 2 1 ．原電池原理 利用氧化還原反應(yīng)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽唧w如下： 負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)―― →電子沿導(dǎo)線傳遞，從而產(chǎn)生電流即化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能正極得電子發(fā)生還原反應(yīng) 原電池原理及其應(yīng)用 2 ． 鹽橋的組成和作用 (1) 鹽橋中裝有飽和的 KCl 、 KN O3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。 3 ．單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比 圖 1 和圖 2 兩裝置的相同點(diǎn)：正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。 負(fù)極： Zn － 2e－== = Z n2 ＋ 正極： Cu2 ＋＋ 2e－== =Cu 總反應(yīng)： Zn ＋ Cu2 ＋== =Cu ＋ Zn2 ＋ 不同點(diǎn)：圖 1 中 Zn 在 Cu SO4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 C uSO4溶液在兩個(gè)池子中， Zn 與 Cu2 ＋不直接接觸，不存在 Zn 與 Cu2 ＋直接反應(yīng)的過(guò)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)。 關(guān)鍵點(diǎn)：鹽橋原電池中， 還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。 4 ．規(guī)避原電池工作原理的 4 個(gè)易失分點(diǎn) (1) 只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能通過(guò)設(shè)計(jì)成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 (2) 電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。 (3) 無(wú)論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。 (4) 原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電 子的總數(shù)。 5 ．原電池原理在化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科研中的應(yīng)用 (1) 加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。例如，在 Zn 與稀 H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量 Cu SO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。 (2) 比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。 (3) 用于金屬的防護(hù) 使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。例如，要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。 (4) 設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源 設(shè)計(jì)原電池時(shí)要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是： ① 首先將已知的氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)； ② 根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。 a ．電極材料的選擇 在原電池中，選擇還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極；氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，并且，原電池的電極必須導(dǎo)電，電池中的負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。 b ．電解質(zhì)溶液的選擇 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) ( 如空氣中的氧氣 ) 。但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行 ( 中間連接鹽橋 ) ，則左右兩個(gè)容器中 的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽(yáng)離子。如在鋅－銅－硫酸構(gòu)成的原電池中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有 Zn2 ＋的電解質(zhì)溶液中，而正極金
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