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时间:2019-08-07
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1、原电池原理和应用专题训练一、原电池原理1、对原电池原理的理解:原电池是将化学能转变为电能的装置。负极-------较活泼的金属---------------失去电子-------发生氧化反应。正极-------较不活泼的金属-------------得到电子-------发生还原反应。2、粒子流向:在外电路中,电子由负极流向正极;在电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极3、组成原电池的条件有两种活性不同的金属(也可是非金属导体或可导电的金属氧化物等)二、原电池原理的应用与常见的考查方式1、应用与考查方式之一:要求书写电极反
2、应式、总反应式电池的正极、负极和总反应式三者之间有着紧密的联系,那就是正极、负极反应式之和就是总反应式,由此可知,三者之间只要知道两个,第三个通过两式的加或减也容易推出。[例1]将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,即构成甲烷燃料电池。已知通入甲烷的一极,其电极反应为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;完成有关的电池反应式:正极反应式:_________________,电池总反应式:_______________。解析:在燃料电池中燃料都是在负极上发生反应,因而可知甲烷燃料电池的负极反应式为
3、:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,而正极上应是O2在碱性条件下获得电子被还原,故反应式是:2O2+8e-+4H2O====8OH-,将正、负极反应式相加即可得电池总反应式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O特别注意问题:1、写电极反应式要注意电池的酸碱性环境,如同样是氢氧燃料电池,在碱性条件下,正极反应式为:O2+4e-+2H2O===4OH-;在酸性条件下,正极反应式为:O2+4e-+4H+===2H2O,二者是有明显区别的。2、同一电池中,正极反应式与负极反应式中得、失电子数要相等。2、应用与
4、考查方式之二:判断金属活动性顺序[例2](93年上海高考)有A、B、C、D四种金属,将A与B用导线联结起来,浸入电解质溶液中,B不易被腐蚀;将A、D分别投入到等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈;将铜浸入B的盐溶液中无明显变化;将铜浸入C的盐溶液中,有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为()A.D>C>A>BB.D>A>B>CC.D>B>A>CD.B>A>D>C解析:根据原电池原理,较活泼金属作负极,较不活泼金属作正极,B不易被腐蚀,说明B为正极,金属活动性A>B。另可比较出金属活动性D>A,B>C。故答案为B项。3
5、.应用与考查方式之三:比较反应速率的大小[例3]10mL浓度为1mol·L-1的硫酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是()A.加入适量的3mol·L-1的硫酸B.加入适量蒸馏水C.加入数滴硫酸铜溶液D.加入适量的硫酸钠溶液解析:向溶液中再加入硫酸,H+的物质的量增加,生成H2的总量也增加,A错。向原溶液中加入水或硫酸钠溶液都引起溶液中H+浓度的下降,反应速率变慢,故B、D都不正确。加硫酸铜后,锌置换出的少量铜附在锌片上,形成了原电池反应,反应速率加快,又锌是过量的,生成H2的总量决定于硫酸的
6、量,故C正确。本题答案为C项。4.应用与考查方式之四:判断原电池的正、负电极[例4]扣式银锌电池的电极反应如下:锌极:Zn+2OH--2e=Zn(OH)2氧化银极:Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-下列说法正确的是(BC)A.锌是正极,被氧化B.Ag2O是正极,发生还原反应C.电子从锌极流向Ag2O极D.锌是负极,被还原解析:在原电池中,正、负电极的变化通常有如下规律:易被腐蚀的一极、失去电子的一极、易被氧化的一极、所含元素化合价升高的一极、质量减轻的一极、电子流出的一极等通常都是负极;反之,不易被腐蚀的一极、得到电子的一
7、极、有金属析出的一极、质量增大的一极、电子流入的一极等通常都是正极。由此易知,本题答案为BC项。5.应用与考查方式之五:判断金属腐蚀的快慢顺序[例5]如下图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()A.②①③④B.④③①②C.④②①③D.③②④①解析:②、③、④实质均为原电池装置。③中Fe为正极,被保护;②、④中Fe为负极,均被腐蚀,但相对来说Fe和Cu的金属活动性较Fe和Sn的差别大,故Fe—Cu原电池中Fe被腐蚀的快;①中铁因不纯而发生微电池反应。故答案为C。规律:金属腐蚀的快慢判断方法:电解原理引起的腐蚀〉原电
8、池原理引起的腐蚀〉化学腐蚀〉有防腐蚀措施的腐蚀;同一种金属腐蚀:强电解质〉弱电解质〉非电解质溶液。6.应用与考查方式之六:与生活知识相联系,推断反应产物[例6]银器皿日久表面逐渐变黑,这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食
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