20xx人教版高中化學(xué)選修4第4章第1節(jié)原電池(編輯修改稿)
2024-12-24 07:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的內(nèi)電路，電流方向?yàn)樨?fù)極 → 正極，陰離子移動方向與電流方向相反，故向Z n SO4溶液中遷移 C 鋅為原電池負(fù)極。發(fā)生氧化反應(yīng) D 銅電極的電極反應(yīng)為： Cu2 ＋＋ 2e－== =C u 【 答案 】 A 【 點(diǎn)評 】 (1)理解原電池的工作原理 。 (2)區(qū)別電子流動方向和電流方向 。 2． 有如圖所示的兩個原電池裝置 ， 下列說法不正確的是( ) ● 變式訓(xùn)練 A． A池中負(fù)極的電極反應(yīng)為 Mg－ 2e－ ===Mg2＋ B． Mg在 A池中為負(fù)極 ， 在 B池中為正極 C． B池中電子的流向： Mg→Al D． 原電池工作一段時間后 ， A池溶液的 pH會增大 解析： 判斷原電池正負(fù)極 ， 除考慮活潑性還要注意電解質(zhì)溶液對正負(fù)極的影響 。 對于稀硫酸來說 ， 鎂是比鋁更活潑的金屬；但對于氫氧化鈉溶液來說 ， 鋁是比鎂更活潑的金屬 ， 所以A池中鎂是負(fù)極 ， B池中鋁是負(fù)極 ， B對； A池中電極反應(yīng)為 Mg－ 2e－ ===Mg2＋ ， A對； B池中電子流向?yàn)?Al―→ Mg， C項(xiàng)錯 。 A池中正極 2H＋ ＋ 2e－ ===H2↑， 隨著反應(yīng)進(jìn)行 ， c(H＋ )減小 ， pH增大 ， D對 。 答案： C 1． 設(shè)計(jì)原電池 (1)設(shè)計(jì)依據(jù) 形成原電池的基本條件 ， 即是設(shè)計(jì)原電池的基本依據(jù) 。 (2)設(shè)計(jì)思路 ① 根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式寫出電極反應(yīng)式； ② 確定兩電極材料； ③ 確定電解質(zhì)溶液； ④ 構(gòu)成閉合回路 。 原電池原理的應(yīng)用 ● 教材點(diǎn)撥 例如：以 2FeCl3＋ Cu===2FeCl2＋ CuCl2為依據(jù) ， 設(shè)計(jì)一個原電池 。 a． 將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng) ， 分別作原電池的負(fù)極和正極電極反應(yīng)式 。 負(fù)極： Cu－ 2e－ ===Cu2＋ 正極： 2Fe3＋ ＋ 2e－ ===2Fe2＋ b． 確定電極材料 若發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì) ， 可用該金屬直接作負(fù)極；若為氣體 (如 H2)或溶液中的還原性離子 ， 可用惰性電極 (如Pt、 碳棒 )作負(fù)極 。 發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料必須比發(fā)生氧化反應(yīng)的電極材料活潑性差 。 本例中可用銅棒作負(fù)極 ， 用鉑絲或碳棒作正極 。 c． 確定電解質(zhì)溶液 一般選用反應(yīng)物中的電解質(zhì)溶液即可 。 如本例中可用FeCl3溶液作電解質(zhì)溶液 。 d． 構(gòu)成閉合回路 。 提示： 設(shè)計(jì)原電池時 ， 若氧化還原方程式中無明確的電解質(zhì)溶液 ， 可用水作電解質(zhì) ， 但為了增強(qiáng)其導(dǎo)電性 ， 通常加入強(qiáng)堿或一般的強(qiáng)酸 。 如燃料電池 ， 水中一般要加入 KOH或H2SO4。 2． 加快氧化還原反應(yīng)速率 (1)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時用粗鋅比用純鋅產(chǎn)生氫氣的速率快 ，原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅形成原電池 ， 使產(chǎn)生氫氣的速率加快 。 (2)在稀硫酸中加入少量硫酸銅溶液 ， 鋅與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng) ， 在鋅的表面生成的銅與鋅構(gòu)成原電池 ， 產(chǎn)生氫氣的速率加快 。 3． 比較金屬的活動性強(qiáng)弱 例如：有兩種金屬 a和 b， 用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中 ，觀察到 a極溶解 ， b極上有氣泡產(chǎn)生 。 根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極 ， b是正極 ， 由原電池原理可知 ， 金屬活動性 ab。 如要保護(hù)一個鐵閘 。 可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連 ， 使鋅作原電池的負(fù)極 ， 鐵閘作正極 。 5． 尋求和制造干電池和蓄電池等化學(xué)能源 (2020試題調(diào)研 )根據(jù)下式所表示的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)一個原電池： Cu＋ 2Ag＋ ===Cu2＋ ＋ 2Ag (1)裝置可采用燒杯和鹽橋 ， 畫出此原電池的裝置圖 ， 注明原電池的正極 、 負(fù)極和外電路中電子的流向 。 (2)寫出兩個電極上的電極反應(yīng) 。 ● 典例透析 【 解析 】 首先將已知的反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng)： Cu－ 2e－===Cu2＋ ， 2Ag＋ ＋ 2e－ ===2Ag， 然后結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知 ， 該電池的負(fù)極材料為 Cu， 正極材料為 Ag。 原電池由兩個半電池組成 ， 銅和銅鹽溶液組成銅半電池 ， 銀和銀鹽溶液組成銀半電池 ， 中間通過鹽橋連接起來 。 【 答案 】 (1)如下圖 (2)負(fù)極： Cu－ 2e－ ===Cu2＋ ， 正極： 2A
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