《新步步高》2014-2015学年高二化学苏教版选修4课时作业专题1第二单元第1课时原电池的工作原理
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第三单元化学平衡的移动第1课时影响化学平衡状态的因素[目标要求] 1.知道浓度、温度、压强等条件改变时,化学平衡状态将会被打破。
2.掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡影响的结果以及有关的解释。
3.理解勒夏特列原理。
1.浓度的变化对化学平衡的影响实验探究实验原理:Cr2O2-7+H2O2CrO2-4+2H+橙色黄色实验步骤:①取两支试管各加入5 mL 0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液。
②向一支试管中滴加1 mol·L-1HNO3溶液,观察并记录溶液的颜色。
③向另一支试管中滴加1 mol·L-1NaOH溶液,观察并记录溶液颜色的变化。
的浓度,平衡向逆反应方向移动,溶液橙色加深;增加OH-的浓度,减小H+的浓度,平衡向正反应方向移动,溶液黄色加深。
基本规律:增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
2.压强的变化对化学平衡的影响其他条件不变时,对于有气体参加的反应,增大压强,会使平衡向着气体体积减小的方向移动;减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
但是压强改变,对于有气体参与而反应前后气态物质系数不变的反应来说,平衡不移动。
3.温度的变化对化学平衡的影响实验探究实验原理:Co2++4Cl-CoCl2-4ΔH>0粉红色蓝色实验步骤:取3支试管,向其中各加入适量CoCl2的盐酸溶液,将试管分别置于热水、冰水和室温下。
基本规律:其他条件不变时,升高温度,平衡向着吸热方向移动;降低温度,平衡向着放热方向移动。
4.勒夏特列原理如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着减弱这种改变的方向移动。
知识点一外界条件的改变对化学平衡的影响1.在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末,溶液中发生的变化是()A.H+浓度减小,HClO浓度减小B.H+浓度增大,HClO浓度增大C.H+浓度减小,HClO浓度增大D.H+浓度增大,HClO浓度减小答案 C解析碳酸的酸性弱于盐酸而强于次氯酸,向氯水中投入少量碳酸钙粉末后,它与盐酸反应,而不与次氯酸反应。
第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变[学习目标定位] 1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。
2.学会热化学方程式的书写与应用。
1.化学反应过程中既有物质变化,又有能量变化。
2.化学反应中的能量变化有多种形式,释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。
因此化学反应分为两类:放热反应和吸热反应。
下列图中,图1表示放热反应,图2表示吸热反应。
3.有下列反应:①氧化钙与水反应②碳酸氢钠受热分解③硫酸与氢氧化钠溶液混合④燃烧煤炭取暖⑤钠与水反应⑥胆矾受热失去结晶水,其中为吸热反应的是②⑥,放热反应的是①③④⑤。
探究点一化学反应的焓变1.N2(g)+O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示:由图可知:1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是946_kJ;1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是498_kJ;2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是1264_kJ;则N2(g)+O2(g)===2NO(g)的反应吸收的热量为180_kJ。
2.反应热、焓变的概念(1)反应热是化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量。
(2)在恒温、恒压条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变(即:化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差)。
符号是ΔH,单位是kJ·mol-1。
3.ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应是反应完成时,反应物的总能量大于生成物的总能量的反应。
由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低,故ΔH<0(填“<”或“>”,下同)。
(2)吸热反应是反应完成时,反应物的总能量小于生成物的总能量的反应。
由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高,故ΔH>0。
[归纳总结][活学活用]1.由右图分析,有关叙述正确的是( )A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能量不等B.A―→B+C是放热反应C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和D.A―→B+C是吸热反应,则B+C―→A必然是放热反应答案 D解析本题考查化学反应中的能量变化,由图可知,B+C的能量高于A的能量,则反应B +C―→A一定是放热反应;反之,A―→B+C则是吸热反应。
第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热[目标要求] 1.了解反应热的概念,知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道反应热与化学键的关系。
3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。
焓变反应热在化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴有能量变化。
1.焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量。
单位:kJ·mol-1,符号:H。
焓变是在恒压条件下,反应的热效应。
单位:kJ·mol-1,符号:ΔH。
2.化学反应中能量变化的原因化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。
任何化学反应都有反应热,这是由于在化学反应过程中,当反应物分子间的化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用,这需要吸收能量;当原子重新结合成生成物分子,即新化学键形成时,又要释放能量。
ΔH=反应物分子的总键能-生成物分子的总键能。
3.放热反应与吸热反应当反应完成时,生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小,决定化学反应是吸热反应还是放热反应。
(1)当ΔH为“-”或ΔH<0时,为放热反应,反应体系能量降低。
(2)当ΔH为“+”或ΔH>0时,为吸热反应,反应体系能量升高。
4.反应热思维模型(1)放热反应和吸热反应放热反应吸热反应(2)反应热的本质(以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=-186 kJ·mol-1为例)E1:E(H—H)+E(Cl—Cl)E2:2E(H—Cl)ΔH =E 1-E 2知识点一 有关反应热的概念1.下列说法正确的是( )A .需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B .放热反应在常温下一定很容易发生C .吸热反应在一定的条件下也能发生D .焓变的符号是ΔH ,单位是kJ·mol -1,反应热的单位是kJ答案 C2.已知在相同状况下,要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。
专题检测卷(一)(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分;每小题只有一个选项符合题意) 1.下列措施不符合节能减排的是( ) A .大力发展火力发电,解决电力紧张问题 B .在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水 C .用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏D .用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气 答案 A解析 火力发电,必须使用外界的能源,不节能,故A 项不符;太阳能热水器使用太阳能,是节能的,B 项符合;回收石膏,是充分利用原子的一种表现,C 项符合;沼气作为燃气,是节能的,D 项符合。
2.在下列各说法中,正确的是( ) A .ΔH >0表示放热反应,ΔH <0表示吸热反应B .热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数C .1 mol H 2SO 4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO 4沉淀时放出的热叫做中和热D .1 mol H 2与0.5 mol O 2反应放出的热就是H 2的标准燃烧热 答案 B解析 A 项,ΔH >0表示吸热反应,ΔH <0表示放热反应;C 项,“中和热”是指在稀溶液中,酸和碱发生中和反应,生成1 mol 液态水时放出的热量,1 mol H 2SO 4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol 水,放出的热量大于中和热;D 项,在101 kPa 时,1 mol H 2与0.5 mol O 2反应,生成液态水时放出的热才是H 2的标准燃烧热,题中没有说明生成的水的聚集状态。
3.航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH 4ClO 4)的混合物为固体燃料,反应方程式表示为2NH 4ClO 4===== △N 2↑+Cl 2↑+2O 2↑+4H 2O 。
下列对此反应的叙述中错误的是( ) A .瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行B .从能量变化的角度,主要是化学能转变为热能和动能C .反应的焓变小于零D .在方程式后增加ΔH 及其数值即为热化学方程式 答案 D解析 该反应为放热反应,其焓变为负值小于零。
第2课时沉淀溶解平衡原理的应用[目标要求] 1.了解沉淀溶解平衡的应用。
2.知道沉淀转化的本质。
一、沉淀的生成1.沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
2.沉淀的方法(1)调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH 至7~8,可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。
(2)加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
反应如下:Cu2++S2-===CuS↓,Cu2++H2S===CuS↓+2H+,Hg2++S2-===HgS↓,Hg2++H2S===HgS↓+2H+。
二、沉淀的转化1.实验探究+对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。
3.沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。
两种沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。
4.沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。
(1)锅炉除水垢水垢[CaSO 4(s)――→Na 2CO 3溶液CaCO 3――→盐酸Ca 2+(aq)] 其反应方程式是CaSO 4+Na 2CO33+Na 2SO 4,CaCO 3+2HCl===CaCl 2+H 2O +CO 2↑。
(2)对一些自然现象的解释在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。
例如,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO 4溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时,便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。
其反应如下:CuSO 4+ZnS===CuS +ZnSO 4, CuSO 4+PbS===CuS +PbSO 4。
第2课时 热化学方程式 中和热的测定[核心素养发展目标] 1.模型认知:建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,会正确书写热化学方程式。
2.科学探究:理解反应热(中和热)测定的原理和方法,会分析产生误差的原因,不断完善和改进测定方法。
一、热化学方程式1.热化学方程式的概念及意义(1)热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)热化学方程式的意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
(3)实例:H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH =-285.8 kJ·mol -1表示的意义是:在25 ℃、101 kPa下,1 mol 气态H 2与12 mol 气态O 2反应生成1 mol 液态水时,放出的热量是285.8 kJ 。
2.热化学方程式的书写方法(1)写出相应的化学方程式。
热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量,可以是整数或分数。
(2)标注反应的温度和压强。
没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa ,该条件可以不标注,但其他条件必须标注。
(3)标注各物质聚集状态。
在物质后面用括号标注各物质的聚集状态:气体用“g ”,液体用“l ”,固体用“s ”,溶液用“aq ”。
(4)标注ΔH 的正负。
化学方程式后面空一格标注ΔH ,若为放热反应,ΔH 为“-”;若为吸热反应,ΔH 为“+”。
(5)计算ΔH 的数值。
根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH 的数值。
ΔH 单位是kJ·mol -1。
(1)热化学方程式书写的注意事项:①热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
②热化学方程式中不再用“↑”“↓”来标记气体生成物和难溶生成物。
③热化学方程式中一般用“===”(可逆反应中用“”),即便是有机反应的热化学方程式中也不用“―→”。
(2)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应,若化学计量数加倍,则ΔH 的数值也要加倍。
第二单元化学能与电能的转化第1课时原电池的工作原理[目标要求] 1.理解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。
3.会判断原电池的正、负极,能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。
一、原电池1.原电池定义:将化学能转变为电能的装置。
2.实质:将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。
即将化学能转化成电能。
3.简单原电池的构成条件:①活泼性不同的两个电极,②电解质溶液,③形成闭合回路,④能自发进行的氧化还原反应。
二、原电池的工作原理工作原理:利用氧化还原反应在不同区域内进行,以适当方式连接起来,获得电流。
以铜锌原电池为例:1.在ZnSO4溶液中,锌片逐渐溶解,即Zn被氧化,锌原子失电子,形成Zn2+进入溶液,从锌片上释放的电子,经过导线流向铜片;CuSO4溶液中,Cu2+从铜片上得电子,还原成为金属铜并沉积在铜片上。
锌为负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;铜为正极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-===Cu。
总反应式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,反应是自发进行的。
2.闭合回路的构成:外电路:电子从负极到正极,电流从正极到负极,内电路:溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液,阳离子移向CuSO4溶液。
3.盐桥盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。
当其存在时,随着反应的进行,Zn棒中的Zn 原子失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO2-4过多,溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性时,将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在就避免了这种情况的发生,其中Cl-向ZnSO4溶液迁移,K +向CuSO4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶液保持电中性,反应可以继续进行。
知识点一原电池1.下列装置中能构成原电池产生电流的是( )答案 B解析A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池;B项符合原电池的构成条件,两电极发生的反应分别是Zn-2e-===Zn2+,2H++2e-===H2↑;C项中酒精不是电解质,故不能构成原电池。
第2课时热化学方程式[目标要求] 1.知道热化学方程式的意义。
2.知道影响反应热大小的因素。
3.会写热化学方程式。
4.能熟练判断热化学方程式的正误。
5.了解中和热的含义及测定方法。
一、热化学方程式1.概念能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2.表示意义(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的热量变化。
(2)热化学方程式中物质的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。
3.书写热化学方程式的注意事项(1)注明物质的聚集状态;(2)标出对应的反应热;(3)标明反应所处的外界条件(常温常压时,可不注明)。
二、中和热的测定1.实验原理在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H2O,这时的反应热叫做中和热。
2.注意事项(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。
(2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。
(3)实验中若使用了弱酸或弱碱,会使测得中和热的数值偏小。
知识点一热化学方程式的概念和意义1.下列说法正确的是()A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-483.6 kJ答案 C解析A项,热化学方程式还应注明各物质的聚集状态;B项,放热反应有时在点燃或加热时才能发生;D项,ΔH的单位错误。
2.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3 kJ·mol-1表示() A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量B.1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C.1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ答案 C解析依据反应热的概念,表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量,单位是kJ·mol-1,该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol 氢气并吸收131.3 kJ 的热量,特别要指明水的状态。
第二单元化学能与电能的转化第1课时原电池的工作原理[目标要求] 1.理解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。
3.会判断原电池的正、负极,能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。
一、原电池1.原电池定义:将化学能转变为电能的装置。
2.实质:将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。
即将化学能转化成电能。
3.简单原电池的构成条件:①活泼性不同的两个电极,②电解质溶液,③形成闭合回路,④能自发进行的氧化还原反应。
二、原电池的工作原理工作原理:利用氧化还原反应在不同区域内进行,以适当方式连接起来,获得电流。
以铜锌原电池为例:1.在ZnSO4溶液中,锌片逐渐溶解,即Zn被氧化,锌原子失电子,形成Zn2+进入溶液,从锌片上释放的电子,经过导线流向铜片;CuSO4溶液中,Cu2+从铜片上得电子,还原成为金属铜并沉积在铜片上。
锌为负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;铜为正极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-===Cu。
总反应式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,反应是自发进行的。
2.闭合回路的构成:外电路:电子从负极到正极,电流从正极到负极,内电路:溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液,阳离子移向CuSO4溶液。
3.盐桥盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。
当其存在时,随着反应的进行,Zn棒中的Zn 原子失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO2-4过多,溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性时,将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在就避免了这种情况的发生,其中Cl-向ZnSO4溶液迁移,K+向CuSO4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶液保持电中性,反应可以继续进行。
知识点一原电池1.下列装置中能构成原电池产生电流的是()答案 B解析A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池;B项符合原电池的构成条件,两电极发生的反应分别是Zn-2e-===Zn2+,2H++2e-===H2↑;C项中酒精不是电解质,故不能构成原电池。
2.在图中的8个装置中,属于原电池的是()A.①②③⑤⑧B.③④⑥⑦C.④⑤⑥⑦D.③⑤⑦答案 D知识点二原电池的原理3.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是()①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为Ag++e-===Ag③实验过程中取出盐桥,原电池仍能继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.①②B.②③C.②④D.③④答案 C解析该原电池中Cu作负极,Ag作正极,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+,正极反应式为Ag++e-===Ag,因此②对;在外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,而电流方向与电子流向相反,所以①错;没有盐桥,原电池不能继续工作,所以③错;无论是否为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,所以④对。
4.下图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下:在卡片上,描述合理的是()NO.28Date:2009.11.8实验后的记录:①Zn为正极,Cu为负极。
②H+向负极移动。
③电子流动方向Zn―→Cu。
Cu极上有H2产生。
⑤若有1 mol电子流过导线,则产生H2为0.5 mol。
⑥正极的电子反应式为:Zn―→Zn++2e-。
A.①②③B.③④⑤C.④⑤⑥D.②③④答案 B解析本题考查了锌、铜和稀H2SO4构成的原电池的基本工作原理。
Zn比Cu活泼,Zn 为负极,电极反应为:Zn-2e-===Zn2+,Cu为正极,电极反应为2H++2e-===H2↑,每转移1 mol电子,产生H2 0.5 mol,电子由Zn流出,经导线流向铜片,溶液中H+向正极移动,SO2-4向负极移动,故选B。
5.把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。
A、B相连时,A为负极;C、D相连时,D上有气泡逸出;A、C相连时,A极减轻;B、D相连时,B为正极。
则四种金属的活动性顺序由大到小排列为()A.A>B>C>D B.A>C>B>D C.A>C>D>B D.B>D>C>A答案 C解析金属组成原电池,相对活泼的金属失去电子作负极,相对不活泼的金属作正极。
负极被氧化,质量减轻,正极发生还原反应,有物质析出,由题意得活动性A>B、A>C、C>D、D>B,故正确答案为C。
知识点三原电池的应用6.已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。
按要求回答下列问题:(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。
请说明原因________________________________________________________________________。
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?________。
若能,请写出电极反应式,负极:___________,正极:_____________。
(若不能,后两空不填)(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。
答案(1)二者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀(2)能Cu-2e-===Cu2+2Fe3++2e-===2Fe2+(3)解析(1)当Cu、Al导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。
(2)因为FeCl3能与Cu发生反应:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,因此根据给出的条件可以设计成原电池,其负极为Cu,反应为Cu-2e-===Cu2+,正极为石墨,电极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+。
(3)因为总反应式为Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,所以负极为Fe,正极可为Cu、Ag或石墨,电解质为稀硫酸,即可画出装置图。
7.利用反应Fe3++Zn===Fe2++Zn2+设计一个带盐桥的原电池,并在下面方框内画出实验装置图,并指出正极为________,电极反应式为_______________________________。
负极为________,电极反应式为____________________________________________。
此装置中盐桥的作用为___________________________________________________。
答案Pt2Fe3++2e-===2Fe2+Zn Zn-2e-===Zn2+使两个半电池连成一个通路;使两溶液保持电中性解析根据反应Zn+2Fe3+===Zn2++2Fe2+知该反应中的氧化反应为Zn-2e-===Zn2+,故应采用Zn片作负极,还原反应为2Fe3++2e-===2Fe2+,故应选择比Zn不活泼的金属或非金属石墨等作正极,根据应选择与电极材料相同的阳离子的电解质溶液作电解液,故负极区应选含Zn2+的盐溶液如ZnSO4溶液,正极区选含Fe3+的溶液作电解液如FeCl3、Fe2(SO4)3溶液等。
练基础落实1.在理论上不能用于设计原电池的化学反应是()A.H2SO4(aq)+BaCl2(aq)===2HCl(aq)+BaSO4(s)ΔH<0B.2CH3OH(l)+3O2(g)―→2CO2(g)+4H2O(l)ΔH<0C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH<0D.3Cu(s)+8HNO3(aq)===3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l)ΔH<0答案 A2.有关原电池的下列说法中正确的是()A.在外电路中电子由正极流向负极B.在原电池中,只有金属锌作为负极C.原电池工作时,阳离子向正极方向移动D.原电池工作时,阳离子向负极方向移动答案 C解析在原电池中,电子从负极流向正极;原电池中活泼的金属作负极,而不一定是Zn;随着反应的进行,阳离子在正极被还原,所以电解质溶液中的阳离子向正极移动,而阴离子向负极移动。
答案为C。
3.锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的电池反应是Zn+Ag2O+H2O===2Ag+Zn(OH)2,则负极上发生反应的物质是()A.Ag B.Zn(OH)2C.Ag2O D.Zn答案 D解析判断原电池的正、负极,要根据总反应式确定失电子物质和得电子物质,然后根据在原电池中失去电子的物质作负极作出判断。
由题给总方程式得Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,故Zn为负极。
4.根据反应:2Ag++Cu===Cu2++2Ag,设计如图所示原电池,下列说法错误的是()A.X可以是银或石墨B.Y是硫酸铜溶液C.电子从铜电极经外电路流向X电极D.X极上的电极反应式为Ag++e-===Ag答案 B解析根据题意,铜应为负极,X为正极,则X应为活泼性比铜弱的金属或导电的非金属,A项正确;电解质溶液应含Ag+,B项错;在原电池中,电子从负极经外电路流向正极,Ag+在正极X上得电子,Ag++e-===Ag,故C、D项正确。
5.控制适合的条件,将反应2Fe 3++2I-2++I 2设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是( )A .反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B .反应开始时,甲中石墨电极上的Fe 3+被还原C .电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D .电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl 2固体,乙中的石墨电极为负极答案 D解析 由反应2Fe 3++2I -2++I 2可知,反应开始时,甲中Fe 3+发生还原反应,乙中I -发生氧化反应;当电流计读数为零时,则反应达到了平衡状态,此时在甲中溶入FeCl 2固体,平衡向逆反应方向移动,乙中I 2发生还原反应,则乙中石墨电极为正极;故选D 。
6.科学家正在研究高铁可充电电池,据研究人员推测,这种电池具有容量大、放电电流大、稳定性好等优点,将有广泛的应用前景。
高铁电池放电时,锌、K 2FeO 4分别在两极上发生反应,以KOH 溶液为电解液,电池总反应为3Zn +2K 2FeO 4+8H 2O===3Zn(OH)2↓+2Fe(OH)3↓+4KOH ,下列说法中错误的是( )A .电池工作时,锌失去电子B .电池正极的电极反应式为 2FeO 2-4+8H 2O +6e -===2Fe(OH)3↓+10OH -C .电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D .外电路中每通过1.204×1023个电子,锌的质量理论上减少6.5 g答案 C练方法技巧7.以锌片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当导线中通过2 mol 电子时,下列说法正确的是( )A .锌片溶解了1 mol ,铜片上析出1 mol H 2B .两极上溶解和析出的物质质量相等C .锌片溶解31 g ,铜片上析出1 g H 2D .锌片溶解了1 mol ,硫酸消耗0.5 mol答案 A解析 在涉及原电池的有关计算中,关键是要把握住一点,即两极得、失电子数相等。