高中化学原电池原理及应用习题.doc

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1、9原电池原理及应用板书设计一、原电池原理1、定义:原电池装置是将化学能转变为电能的装置2、构成要素(-)较活泼的金属(a)电极(+)较不活泼的金属或非金属(b)电解质溶液(c)闭合回路3、原电池原理:电子负极正极活泼的一极(导线)不活泼的一极流出电子流入电子发生氧化反应发生还原反应(1)电极反应Zn-2e=Zn2+2H++2e=H2↑(2)电池总反应Zn+2H+=H2↑+Zn2+(3)、微粒流向:外电路:电子:负极导线正极内电路:离子:阳离子向正极移动小结:原电池是一种负极流出电子,发生氧化反应,正极流入电子,发

2、生还原反应,从而实现化学能转换为电能的装置。3.例题精讲1.确定金属活动性顺序例1.(1993年上海高考化学题)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,

3、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。2.比较反应速率例2.(2000年北京春季高考化学题)100mL浓度为2mol·L-1的盐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6mol·L-1的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液解析:向溶液中再加入盐酸,H+的物质的量增加,生成H2的总量也增加,A错。加入氯化铜后,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

4、盐酸的量,故B正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中H+浓度的下降,反应速率变慢,故C、D都不正确。本题答案为B项。3.书写电极反应式、总反应式例3.(2000年全国高考理综题)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:阳极反应式:2CO+2CO32--4e-==4CO2阴极反应式:_________________,电池总反应式:______

5、_________。解析:作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂,空气中O2为氧化剂,电池总反应式为:2CO+O2==2CO2。用总反应式减去电池负极(即题目指的阳极)反应式,就可得到电池正极(即题目指的阴极)反应式:O2+2CO2+4e-==2CO32-。4.分析电极反应例4.(1999年全国高考化学题)氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是:(1/2)H2+NiO(OH)Ni(OH)2根据此反应式判断下列叙述中正确的是()A.电池放电时,

6、电池负极周围溶液的pH不断增大 B.电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被还原         D.电池放电时,H2是负极解析:电池的充、放电互为相反的过程,放电时是原电池反应,充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知,电解质溶液只能是强碱性溶液,不能是强酸性溶液,因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式:H2+2OH--2e-==2H2O,H2为负极,附近的pH应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价,被还原,充电时氢元素由+1价变为0价,被还原。故答案

7、为C、D项。例5.(2000年全国高考理综题)钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应()A.2H++2e-==H2B.2H2O+O2+4e-==4OH-C.Fe-2e-==Fe2+D.4OH-+4e-==2H2O+O2解析:钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时,负极为铁,正极为碳,电解质溶液为溶有O2或CO2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀,负极反应为:Fe-2e-==Fe2+,正极反应为:2H2O+O2+4e-==4OH-;当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀,负极反应为:Fe-2e-==Fe2+,正极反应为

8、:2H++2e-==H2。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案为C项。5.判断原电池的电极例6.(2001年广东高考化学题)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:由此可知,该电池放电时的负极材料是()A.Cd(OH)2B.Ni(OH)2C.CdD.NiO(OH)解析:此电池放电时为原电池反应,所列反应由右向左进行,Cd元素由0价变

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