2018年人教版化学必修二原电池知识点与经典练习.doc
- 格式:doc
- 大小:432.02 KB
- 文档页数:10
高二化学下册《原电池》知识点整理、构成原电池的条件构成原电池的条件有:电极材料。
两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性;两电极必须浸没在电解质溶液中;两电极之间要用导线连接,形成闭合回路。
说明:①一般来说,能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。
②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极,如k、Na、ca等。
二、原电池正负极的判断由组成原电池的两极材料判断:一般来说,较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
但具体情况还要看电解质溶液,如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。
根据外电路电流的方向或电子的流向判断:在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。
根据内电路离子的移动方向判断:在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
根据原电池两极发生的化学反应判断:原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。
因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。
根据电极质量的变化判断:原电池工作后,若某一极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极得电子,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。
根据电极上产生的气体判断:原电池工作后,如果一电极上产生气体,通常是因为该电极发生了析出氢的反应,说明该电极为正极,活动性较弱。
根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,该电极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。
三、电极反应式的书写准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。
上述判断正负极的方法是一般方法,但不是绝对的,例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,要考虑电子的转移数目在同一个原电池中,负极失去电子数必然等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应时,一定要考虑电荷守恒。
适用精选文件资料分享高二化学下册《原电池》知识点复习高二化学下册《原电池》知识点复习1.原电池的定义电能的把化学能转变为装置叫做原电池。
2.原电池的工作原理将氧化还原反应中的还原剂失掉的电子经过导线传给氧化剂,使氧化反应和还原反应分别在两个电极进步行,从而形成电流。
3.构成条件两极、一液 ( 电解质溶液 ) 、一回路 ( 闭合回路 ) 、一反应 ( 自觉进行的氧化还原反应 ) 。
4.正负极判断负极:电子流出的极为负极,发生氧化反应,一般较开朗的金属做负极正极:电子流入的极为正极,发生还原反应,一般较不开朗金属做正极判断方法:①由构成原电池的两极电极资料判断 : 一般是开朗的金属为负极,开朗性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
注意: Cu-Fe(Al) 与浓 HNO3构成的原电池以及 Mg-Al 与 NaOH溶液构成的原电池例外。
②依据电流方向或电子流动方向判断 : 电流是由正极流向负极 ; 电子流动方向是由负极流向正极。
③依据原电池两极发生的变化来判断:原电池的负极老是失电子发生氧化反应,其正极老是得电子发生还原反应。
④依据现象判断:溶解的电极为负极,增重或有气泡放出的电极为正极⑤依据离子的流动方向判断:在原电池内的电解质溶液,阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。
5.电子、电流、离子的挪动方向电子:负极流向正极电流:正极流向负极阳离子:向正极挪动阴离子:向负极挪动6.电极反应式 ( 以铜 - 锌原电池为例 )负极 (Zn) :Zn-2e-=Zn2+( 氧化反应 )正极 (Cu) :Cu2++2e-= Cu ( 还原反应 )总反应: Zn+ Cu2+=Zn2++ Cu7.原电池的改进一般原电池的弊端:正负极反应互相搅乱; 原电池的电流耗资快。
①改进方法:使正负极在两个不一样样的地域,让原电池的氧化剂和还原剂分开进行反应,用导体 ( 盐桥 ) 将两部分连接起来。
②盐桥:把装有饱和 KCl 溶液和琼脂制成的胶冻的玻璃管叫做盐桥。
人教版高中化学必修二知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习原电池【学习目标】1、了解常见化学能与电能转化方式及应用;2、掌握原电池的组成及反应原理;3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。
【要点梳理】要点一、原电池的工作原理1、原电池的定义燃煤发电的能量转换过程是,该过程虽然实现化学能与电能的转化,但是过程繁琐、复杂且能耗较大。
在此过程中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
因此,需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能,原电池就是这样的装置。
将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
【化学能与电能(一)—初探原电池ID:370200#原电池原理】2、原电池的工作原理实验1、如下图,把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。
现象:Zn片上有气泡出现。
反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
Zn失电子生成Zn2+,H+得电子生成H2。
实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来,中间接一电流计G。
现象:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡出现,电流计G指针发生偏转。
结论:Zn反应生成Zn2+而溶解,Cu片上有H2产生,有电流产生。
该实验中,产生了电流,就构成了原电池。
要点诠释:原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移,产生电能,因此原电池的作用为将化学能转化成电能。
【化学能与电能(一)—初探原电池ID:370200#原电池构成条件】要点二、原电池的组成条件组成原电池必须具备三个条件:(1)提供两个活泼性不同的电极,分别作负极和正极。
要点诠释:a、负极:活泼性强的金属,该金属失电子,发生氧化反应。
b、正极:活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨),该电极上得电子,发生还原反应。
c、得失电子的反应为电极反应,上述原电池中的电极反应为:负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2H++2e-=H2↑,总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(2)两个电极必须直接和电解质溶液接触,电解质溶液中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。
人教版高中化学必修二知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习【巩固练习】一、选择题(每题有1-2个选项符合题意)1. 如下图所示,把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液构成原电池。
下列叙述正确的是()A.Zn是负极,发生还原反应B.电流从锌片流向铜片C.一段时间后,铜片质量减轻D.该装置将化学能转变为电能2.如图所示,烧杯中盛的是水,铁圈和银圈直接相连,在接头处用一根绝缘细丝吊住,并使之平衡,小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液,反应一段时间后,观察到的现象是()A.两圈仍保持平衡B.有气泡产生,两圈摇摆不定C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜3.人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池,其电池的电极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-。
据此判断氧化银是()A.负极,并被氧化B.正极,并被还原C.负极,并被还原D.正极,并被氧化4.(2015 北京东城)下图中能组成原电池产生电流的是( )5.在盛有H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()A.正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出6.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:2Fe+2H2O+O2===2Fe2++4OH-。
以下说法正确的是()A.负极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+B.正极发生的反应为2H2O+O2+2e-===4OH-C.原电池是将电能转变为化学能的装置D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀7.(2015 深圳中学)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的pH均增大D.产生气泡的速率甲比乙慢8.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流,电池总反应:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3。
全面认识原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。
这种装置可以将氧化还原反应体系的能量储存起来,在这一装置中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域发生。
现结合氧化还原反应对教材中化学能转化为电能的实例——铜锌原电池的工作原理进行解读。
一、实验现象分析将锌片和铜片用导线连接(导线中间接入电流表),平行插入盛有稀硫酸的烧杯中,可以观察到:锌片逐渐溶解,铜片上有气泡冒出,电流表指针发生偏转。
二、实验现象解释锌片逐渐溶解,说明锌片失去电子;铜片上有气泡冒出,说明H+在铜片上得到电子生成氢气;电流表指针偏转,说明有电流产生。
三、工作原理解读对铜锌原电池的工作原理,可以结合电极上发生的氧化还原反应、电路中的电流方向以及电解质溶液中离子的迁移情况三个方面进行归纳。
1. 氧化还原反应情况在金属活动性顺序表中,锌排在氢之前,铜排在H以后,故金属活动性:锌大于铜,且锌可与酸反应置换出氢气,而铜不能。
铜锌原电池中(稀硫酸做电解质溶液),锌和铜用导线连接,锌与稀硫酸发生氧化还原反应:Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。
锌片失去电子,发生氧化反应:Zn-2e-==Zn2+,Zn被氧化为Zn2+进入溶液中,电子经导线流入铜片,溶液中H+在铜片上得到电子,发生还原反应:2H++2e-==H2↑,H+被还原为H2。
综上分析,铜锌原电池利用的原理是氧化还原反应:Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑,氧化反应和还原反应在两个不同的区域发生,其中氧化反应在锌片上发生,还原反应在铜片上发生。
2. 电子和电流情况物理上规定电流的方向,是正电荷定向移动的方向。
因此电流的方向与电子流动方向相反。
电流输出的一极是电源的正极,而电流流入的一极是电源的负极。
铜锌原电池中电子从锌片流出经导线流入铜片,因此电流是从铜片流出经导线流入锌片,因此锌片作为负极,铜片作为正极。
需要注意的是电池内部电流从锌片(负极)经电解质溶液流入铜片(正极)。
3. 离子迁移情况根据正电荷定向移动的方向是电流的方向,铜锌原电池内部电流从负极流入正极,因此铜锌原电池中电解质溶液中离子的迁移方向为:H+和Zn2+向正极(铜片)迁移,SO42-向负极(锌片)迁移。
高二化学第二册第四章原电池原理及其应
用知识点
1、金属的防护方法:改变金属的内部组织结构;在金属表面覆盖保护层;电化学保护法(牺牲阳极保护法);外加电源法(将被保护的金属与电源的负极相连接,由于电源的负极向该金属提供电子,该金属就不失电子而得以保护)。
2、原电池原理的应用:制造各类电池;金属的腐蚀与防护;判断金属的活泼性;加快反应速率。
3、原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子转移定向移动形成电流,产生电能,因此原电池的作用是将化学能转化为电能。
4、原电池中两极活泼性相差越大,电池产生的电流强度越大。
5、金属腐蚀快慢的判断方法:电解原理引起的腐蚀gt;原电池原理引起的腐蚀gt;有防腐措施的腐蚀;同一种金属的腐蚀:强电解质gt;弱电解质gt;非电解质。
第四章原电池原理及其应用知识点的全部内容就是这些,更多精彩内容请持续关注。
第二节 化学能与电能1.了解化学能与电能的转化关系。
2.初步了解原电池的工作原理。
(重点)3.了解能源的分类和常见化学电源。
4.了解燃料电池的工作原理。
教材整理 能源和化学能转化为电能 1.能源的分类其中电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。
2.火力发电——燃煤发电的能量转化过程 化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能转化过程的关键是燃烧,燃烧一定是氧化还原反应(本质是电子的转移)。
3.原电池(1)概念:把化学能转变为电能的装置。
(2)工作原理(以铜-锌-稀硫酸原电池为例):电子的流向:电子由负极经导线流向正极。
反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应。
[探究·升华][思考探究]探究原电池反应的实验探究升华1原电池的工作原理升华2原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应的速率原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大。
(2)比较金属活泼性强弱一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应,不活泼金属作正极,发生还原反应。
注意:在判断原电池正负极时,不要只根据金属活动性的相对强弱还要考虑电解质溶液的特点。
①Mg—Al和稀盐酸构成的原电池中,Mg作负极,Al作正极;而若把稀盐酸换为NaOH溶液,Al作负极,Mg作正极。
②)Al—Cu和NaOH溶液构成的原电池中,Al作负极;而若把NaOH溶液换为浓硝酸,Cu作负极。
(3)设计原电池①依据:已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
②示例:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4为例。
[题组·冲关]题组1原电池的构成与工作原理1.下列装置中,能构成原电池的是()A.只有甲B.只有乙C.只有丙D.除乙均可以【解析】甲装置不能构成闭合回路,乙装置两极材料相同,丁装置酒精不是电解质溶液,只有丙装置具备原电池的构成条件,故选C。
高中化学知识清单原电池知识点一、原电池工作原理1.概念:把能转化为能的装置。
2.本质:。
3.工作原理以锌铜原电池为例,总反应:。
电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型电子流向盐桥中离子移向4.原电池的构成条件(1)一看反应:看是否有能的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液。
5.盐桥的组成和作用(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
(2)盐桥的作用:①连接内电路,形成闭合回路;②平衡电荷,使原电池不断产生电流。
6.单池原电池和盐桥原电池的对比图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中,Zn与Cu2+不直接接触,不存在Zn与Cu2+直接反应的过程,所以仅是化学能转化成了电能,电流稳定,且持续时间长。
关键点:盐桥原电池中,还原剂在负极区,而氧化剂在正极区。
知识点二、原电池的应用1.用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池极而得到保护。
例如,要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。
2.设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。
(2)根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
3.比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作极的金属比作极的金属活泼。
(特殊情况)4.加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
5.相对于火力发电的优点:能力转化率高;污染小。
知识点三、电极方程式的书写(1);(2);(3);(4);例1.含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去,其原理如图所示。
正极电极方程式:;正极pH变。
高二化学原电池知识点[高二化学下册《原电池》化学反应知识点总结汇总]原电池基本知识点总结1、原电池的基本情况(1)构成:两极、一液(电解质溶液)、一回路(闭合回路)、一反应(自发进行的氧化还原反应)。
(2)能量转化形式:化学能转化为电能。
(3)电极与电极反应:较活泼的一极是负极,发生氧化反应;较不活泼的一极是正极,发生还原反应。
(4)溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子移向正极;阴离子移向负极。
(5)电子流向:负极(通过导线)→正极;在电解质溶液中,靠阴、阳离子发生定向移动而导电。
2、原电池电极反应规律(1)负极反应(与电极材料有关)①若为活泼电极:金属失去电子生成金属离子(注意:Fe→Fe2+);②若为惰性电极(石墨、铂):通到正极上的H2、CH4等燃料发生氧化反应;②正极反应(与电极材料无关):阳离子放电(常见阳离子的放电顺序为:H+< Cu2+< Fe3+< Ag +)或通到正极上的O2、Cl2等氧化剂发生还原反应。
3、重要原电池的的电极反应式和电池总式(1)铜—锌—稀硫酸电池负极:Zn - 2e- == Zn2+ 正极:2H+ +2e- == H2↑总反应式:Zn+ 2H+ == Zn2+ + H2↑ Zn+ H2SO4 == ZnSO4+ H2↑(2)铜—锌—硫酸铜溶液电池负极:Zn - 2e- == Zn2+ 正极:Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:Zn+ Cu2+ == Zn2+ + Cu Zn+ CuSO4 == ZnSO4+ Cu(3) 铜—石墨—FeCl3溶液电池负极:Cu - 2e- == Cu2+ 正极:2Fe3++ 2e- == 2Fe2+总反应式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2*(4)铅蓄电池负极:Pb+SO42--2e- == PbSO4 正极:PbO2+4H++SO42- +2e- == PbSO4+2H2O电池总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(5)氢氧燃料电池①电解质溶液为KOH溶液负极:2H2+4OH--4e- =4H2O 正极:O2+2H2O+4e-=4OH-②电解质溶液为稀硫酸负极:2H2-4e- =4H+ 正极:O2+4H++4e-=2H2O电池总反应:2H2+ O2=2H2O(6)钢铁的电化学腐蚀①吸氧腐蚀负极:2Fe - 4e- == 2Fe2+ 正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式:2Fe + O2+2H2O=2Fe(OH)2②析氢腐蚀负极:Fe - 2e- == Fe2+ 正极:2H+ +2e- == H2↑总反应式:Fe+ 2H+ == Fe2+ + H2↑4、金属腐蚀(1)金属腐蚀的类型:化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学原电池知识点总结高二化学原电池作为一种常见的电化学装置,广泛应用于我们的生活和工业生产中。
在高二的学习中,我们需要掌握关于化学原电池的基本概念、原理和应用。
下面是对化学原电池知识点的详细总结。
一、化学原电池的概念化学原电池是一种通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
它由两个半电池组成,每个半电池都包含一个电解质溶液和一个电极。
其中,负极反应产生电子,正极反应接受电子,两个半电池通过外部电路连接,使电子在外部电路中流动,从而产生电流。
二、化学原电池的原理1. 电极反应在化学原电池中,负极受到氧化反应,正极受到还原反应。
负极被称为阳极,正极被称为阴极。
氧化反应发生在阳极,负极物质被氧化为离子和电子;还原反应发生在阴极,正极物质接受电子并发生还原反应。
2. 电解质溶液电解质溶液在化学原电池中起着重要的作用。
它提供了溶解的离子,在反应中扮演着载流子的角色,维持了电池中的电中性。
广义上,电解质溶液可分为酸性电解质溶液和碱性电解质溶液。
常见的酸性电解质溶液有硫酸、盐酸等,碱性电解质溶液有氢氧化钠、氢氧化钾等。
三、化学原电池的应用1. 储能装置化学原电池是重要的储能装置,被广泛应用于便携式设备、无线麦克风等。
通过将化学能转化为电能,化学原电池为我们的日常生活提供了方便。
2. 电化学实验通过化学原电池可以进行一系列重要的电化学实验,如电解水制氢、电镀、化学感应等。
这些实验不仅有助于我们的学习,还拓宽了我们的科学视野。
3. 工业应用化学原电池在工业生产中具有广泛的应用。
比如,电镀行业使用化学原电池进行金属表面的镀铬、镀镍等加工,提高了产品的质量和外观。
四、化学原电池的举例1. 锌铜电池锌铜电池是一种常见的化学原电池,也是高中化学实验中常用的电池之一。
其中,锌作为负极,在硫酸溶液中氧化形成离子和电子;铜作为正极,接受电子并发生还原反应。
2. 锂电池锂电池是一种高效的化学原电池,常用于电子设备和电动车中。
锂离子在锂电池中沿着电解质溶液中的离子通道来回移动,在负极经历一系列的化学反应,将化学能转化为电能。
原电池原理及其应用【考点透视】一、考纲指要1.理解原电池原理、构成条件2.掌握电极判断、电极反应及电极方程式的书写3.了解化学电源4.了解化学腐蚀和电化学腐蚀及一般防腐蚀的方法二、命题落点本节的命题落点:原电池工作原理及构成条件。
电极判断、电极反应和电池反应方程式的书写。
常见化学电源。
化学腐蚀和电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。
电化学是氧化还原反应知识的应用,围绕新型电池的命题是高考化学的命题方向。
【典例精析】例1:航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。
氢-氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应方程式均可表示为:2H2+O2=2H2O 。
酸式氢-氧燃料电池中的电解质是酸,其负极反应为:2H2-4e -=4H +,则其正极反应为_________________;碱式氢-氧燃料电池中的电解质是碱,其正极反应为:O2+2H2O +4e -=4OH -,则其负极反应为____________________。
解析:原电池正极发生还原反应:O2+2H2O +4e -=4OH -,在酸性溶液中:4OH -+4H +=4H2O ,故正极反应为:O2+4H ++4e -=2H2O ;在原电池负极发生氧化反应:2H2-4e -=4H +,在碱性溶液中:4H ++4OH -=4H2O ,故负极反应为:2H2+4OH -―4e -=4H2O 。
由此可知,在书写电极反应时要注意电解质参与电极反应。
答案:O2+4H ++4e -=2H2O ;2H2+4OH -―4e -=4H2O 。
例2:为了探究金属腐蚀的条件和速率,某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内,并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是 ( )A .实验结束时,装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B .实验结束时,装置Ⅰ一定比装置Ⅱ左侧液面低C .实验结束时,装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D .实验结束时,装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀解析:这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题,主要考查的是如何分析铁钉所处的环境,对铁钉的腐蚀起到促进还是保护作用,同时考查了盐酸具有挥发性,浓硫酸具有吸水性等知识点。
高二化学原电池知识点原电池是一种将化学能转化为电能的装置,由于其简单、方便和高效的特点,被广泛应用于各个领域。
在高二化学学习中,我们需要了解一些关于原电池的基本知识点。
本文将为你介绍原电池的构成、原理、分类和应用。
一、原电池的构成原电池是由两种或两种以上的电极以及它们之间的电解质构成的。
电极分为阳极和阴极,电解质是连接电极的导电溶液或者固体。
阳极是发生氧化反应的电极,阴极是发生还原反应的电极。
电解质则是使阳极和阴极之间可以传递离子或电子的介质。
二、原电池的工作原理原电池的工作原理可简单归纳为“氧化-还原”反应。
在原电池中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,产生的电子沿外电路流动,从而产生电流。
三、原电池的分类原电池可以根据电解质的形式、电极的材料以及反应方式进行分类。
根据电解质的形式,原电池可分为液体电池和固体电池。
液体电池中的电解质为溶液,而固体电池则使用固体电解质。
根据电极的材料,原电池可分为单金属电池、双金属电池和燃料电池。
根据反应方式,原电池可分为非可逆电池和可逆电池。
四、原电池的应用原电池在生活中有许多应用。
最常见的原电池就是干电池,它广泛应用于遥控器、手电筒等小型电子设备中。
其他的应用包括锂电池、镉镍电池、氢燃料电池等。
锂电池因其高能量密度和长寿命被广泛应用于电动汽车和移动设备。
氢燃料电池则是一种清洁能源,在交通和能源供应方面具有重要的应用前景。
五、原电池的优缺点原电池作为一种便携式和经济实惠的能源装置,具有许多优点。
首先,原电池的使用寿命相对较长,可以在不同环境下使用。
其次,原电池的启动和关闭非常方便,可以根据需要进行控制。
但是,原电池也存在一些缺点,例如能量储存密度低,所储存的电能有限。
此外,废旧电池处理也成为一个环境问题,需要加强回收和处理工作。
总结:高二化学学习中,了解原电池的构成、原理、分类和应用是必不可少的。
原电池作为一种将化学能转化为电能的装置,为我们的生活和工作提供了许多便利。
原电池原理及其应用同步练习1.电子表所用电池材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH,电极反应Zn+20H--2e- →Zn0+H2O, Ag20+H20+2e-→2Ag+2OH-列正确项()A.Zn为正极,Ag20为负极B.Zn为负极,Ag2O为正极C.电池工作时负极区溶液PH减小D.电池工作时负极区溶液PH增大2.实验先用铅蓄电池作为电源电解饱和食盐水,已知电池反应为负极:Pb-2e-+SO42-→PbSO4 正极:Pb02+4H++SO42-+2e-→PbSO4+2H2O今制取0.05molCl2耗H2SO4物质的量为()A.0.025mol B.0.05mol C.0.1mol D.0.20mol3.X、Y、Z、W四种金属,X可以从Y的盐溶液中置换出Y、X和Z组成原电池时,Z为正极。
Y和Z两种离子在同一溶液中被电解时阴极上只析出Y,M离子氧化性大于Y离子,则四种金属活泼性由强到弱顺序为()A.X、Y、Z、M B.X、Z、M、Y C.M、Z、X、Y D.X、Z、Y、M4.下图中各烧杯里的铁钉,生锈最快的是()5.某原电池总反应离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,不能实现该反应的原电池是()A.正极为Cu、负极为Fe,电解质溶液为FeC13溶液B.正极为C、负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C.正极为Fe、负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D.正极为Ag、负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液6.铅蓄电池放电时的电极反应为()负极:Pb-2e-+SO42-→PbSO4 正极:Pb02+4H++SO42-+2e-→PbSO4+2H2O当溶解20.72gPb时,消耗H2S04物质的量为A.0.05mol B.0.1mol C.0.15mol D.0.2mol7.右边为一原电池的示意图,在原电池两电极之间设有隔膜,隔膜有微孔,离子可自由通 ]过。
此电池的负极材料是____________________放电时被__________________,正极材料是____________________,电池总反应式_______________。
化学能与电能的转化—原电池专题1、概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
3、构成原电池的条件:( 1)电极为导体且活泼性不同;(2)两个电极接触(导线连接或直接接触);(3)两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。
【例题分析】例 1、在如图所示的8 个装置中,属于原电池的是()A.①④ B .③④⑤C.④⑧D.②④⑥⑦4、电极名称及发生的反应:负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,-电极反应式:较活泼金属-ne =金属阳离子正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。
5、原电池正负极的判断方法:①依据原电池两极的材料:较活泼的金属作负极(K、 Ca、 Na太活泼,不能作电极);较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物( MnO2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的反应类型:负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。
6、原电池电极反应的书写方法:(i )原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。
因此书写电极反应的方法归纳如下:①写出总反应方程式。
②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。
( ii )原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
例 2、被称之为“软电池”的纸质电池,其电池总反应为Zn+2MnO+H2O=ZnO+2MnO( OH).下列说法正确的是()A.该电池的负极为锌B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用D.电池正极发生 MnO2得电子氧化反应例 3、Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
该电池工作时,下列说法正确的是()A. Mg电极是该电池的正极B. H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的 pH 增大D.溶液中 Cl -向正极移动例 4 、某原电池总反应离子方程式为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是()A. 正极为碳,负极为铁,电解质溶液为FeSO4溶液B. 正极为铜,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3) 2溶液C.正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4) 3D.正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4例 5、如图,有关零排放车载燃料电池叙述正确的是()A.正极通入H2,发生还原反应B.负极通入H2,发生还原反应C.导电离子为质子,且在电池内部由正极定向移向负极D.总反应式为2H2+O2=2H2O7、原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
③设计原电池。
④金属的腐蚀。
例 6、根据下列事实,①③④由②Y、 W电极组成的原电池、电极反应为:可知 X、 Y、Z、 W的还原性由强到弱的顺序是:A、B、C、D、例 7、根据下列事实 : ①A+B2+=A2++B; ② D+2HO=D(OH)2+H2↑ ; ③以 B、E 为电极与 E 的盐溶液组成原电池 , 电极反应为 E2++2e- =E,B-2e - =B2+。
由此可知 A2+、 B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是()。
A.D2+> A2+> B2+> E2+B.A 2+>B2+>D2+>E2+C.D2+> E2+> A2+> B2+D.E 2+>B2+>A2+ >D2+△例 8、下图实验为研究金属腐蚀的实验,下列相关说法正确的是()A.食盐水中有气泡逸出B.铁表面的反应为Fe-3e = Fe3+C.红色首先在食盐水滴的中心出现D.该实验研究的是金属的吸氧腐蚀8、化学电源基本类型:(课本内反应必须能自己分析彻底)①干电池:活泼金属作负极,被腐蚀或消耗。
如:Cu- Zn 原电池、锌锰电池。
②充电电池:两极都参加反应的原电池,可充电循环使用。
如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。
③燃料电池:两电极材料均为惰性电极,电极本身不发生反应,而是由引入到两极上的物质发生反应,如H2、 CH4燃料电池,其电解质溶液常为碱性试剂(KOH等)。
*** 原电池电极反应书写练习***(1) C2H5OH燃料电池(电解质:负极:总反应:pH:正极负极NaOH溶液)正极:总体系(填“增大” “减小”或“不变”)(2) C2H5OH燃料电池(电解质:稀硫酸)正极:负极:总反应:(3)甲烷燃料电池(电解质:熔融碳酸盐)正极反应:负极反应:总电池反应:(4)甲烷燃料电池(电解质:固体电解质:高温下能传导O2-)负极反应:正极反应:总电池反应:(5) Mg-Al-NaOH 溶液负极反应:正极反应:总离子反应:(6) Fe-Cu- NaOH 溶液负极反应:正极反应:总化学反应方程式:经典例题:一、选择题1.在铜—锌—硫酸构成的原电池中,当导线中有 1 mol 电子通过时,理论上的两极变化是①锌片溶解 32.5 g ②锌片增重 32.5 g ③铜片上析出 1 g H 2④铜片上析出 1 mol H 2 A.①③ B .①④ C .②③ D .②④2.在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()A.溶液中的2-浓度逐渐增大 B .电子通过导线由铜片流向锌片SO4C.正极有 O2逸出 D .铜片上有 H2逸出3.如图所示的原电池装置,X、Y 为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是()A.外电路的电流方向为:X→外电路→ YB.若两电极分别为Zn 和石墨棒,则X 为石墨棒, Y 为 ZnC.若两电极都是金属,则它们的活动性为X>YD. X 极上发生的是还原反应,Y 极上发生的是氧化反应4.某同学制作一个原电池,电池总反应离子方程式为Zn+Cu2+Zn2++Cu,它的组成是()A. Cu 为正极, Zn 为负极, CuCl2为电解质溶液B. Cu 为正极, Zn 为负极, ZnCl2为电解质溶液C. Zn 为正极, Cu 为负极, CuCl2为电解质溶液D . Zn 为正极, Cu 为负极, CuSO 4为电解质溶液5.下列关于实验现象的描述不正确的是( )A .把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B .用锌片作负极,铜片作正极,在CuSO 4溶液中,铜片质量增加C .把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D .把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出的速率加快6.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是 ( )7.理论上不能设计为原电池的化学反应是 ( )A . CH(g)+2O 2(g)CO(g)+2H O(l)H <0422B . HNO(aq)+NaOH(aq)NaNO(aq)+H O(l)H <0332C . 2H 2(g)+O 2(g) 2H 2O(l)H <0D . 2FeCl 3(aq)+Fe(s)3FeCl 2(aq)H <08. 下列叙述中正确的是 ()A. 原电池的负极发生得电子的还原反应B. 原电池中较活泼的金属作正极C.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成D. 原电池中发生氧化反应的电极是负极9. 下列装置可以构成原电池的是()10. 下列有关能源的说法错误的是 ( )A. 风能是人类通过风车等工具获取的能源,但属于一次能源B. 在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源C.月球土壤中含有丰富的质量数为3 的氦,它可作为未来核能的重要原料D.原电池把化学能直接转化为电能,所以由原电池提供的电能是一次能源11. X 、 Y 两根金属棒插入 Z 溶液中构成下图的装置,实验中电流表指针发生偏转,同时X棒变粗, Y 棒变细,则 X 、 Y 、Z 可能是下列中的 ()编号 X Y Z A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Zn 稀硫酸 C Cu Ag 硫酸铜溶液DAgZn硝酸银溶液12.有 a 、 b 、 c 、 d 四种金属,将 a 与 b 用导线连结起来浸入某电解质溶液中,b 不易腐蚀。
将 a 、d 分别投入等浓度的盐酸中, d 比 a 反应剧烈。
将 Cu 浸入 b 的盐溶液里, 无明显变化。
如果把 Cu 浸入 c 的盐溶液里,有 c 的单质析出,据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()A . d 、a 、 b 、 cB . b 、 a 、 d 、c C. d 、 b 、a 、 cD.d 、 c 、 a 、b13. 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是①两烧杯中铜片表面均无气泡产生②甲中铜片是正极,乙中铜片是负极③两烧杯中溶液的c (H +) 均减小④产生气泡的速率甲比乙慢2 - +Cu 片流向 Zn 片 ⑦甲乙两烧杯中⑤甲中 SO 向 Zn 片移动, H 向 Cu 片移动 ⑥乙中电流从4Cu 片的质量均不变 A. ①②③ B .③⑤⑦C .④⑤⑥D.②③④⑤⑦14.某原电池反应的离子方程式为+2+2( ) Fe + 2H ===Fe + H ↑,则下列说法中正确的是 A .用 HNO 作电解质溶液 B .用锌作原电池正极 C .用铁作负极,铁的质量不变 D .用铜作3原电池正极15. 下列关于原电池说法正确的是 ( )A .由 Al 、 Mg 、稀硫酸组成的原电池,其负极反应式为 Al - 3e -===Al 3+B .由 Al 、 Mg 、NaOH 组成的原电池,其负极反应式为 Al - 3e --+ 3OH ===Al(OH)3↓C .由 Al 、 Cu 、浓硝酸组成的原电池,其负极反应式为-2+Cu - 2e ===CuD .由 Fe 、 Cu 、FeCl 3 组成的原电池,其正极反应式为Cu - 2e -2+===Cu二、 非选择题16.a. 原电池是直接把化学能转化为电能的装置.( 1)如图 1 所示: ①在 Cu-Zn 原电池中, Zn 极发生 ______反应(填“氧化” 或“还原” ).写出电极反应式 ______.Cu 极为 ______极;发生的电极反应为 ______.②外电路中,电子流向 ______极;内电路溶液中, 2-移向 ______极.SO 4 (2)请根据化学反应: Cu+2FeCl =CuCl +2FeCl 2 设计原电池, 在图 2 方框内画出实验装置图,32并写出电极反应.负极反应式为:;正极反应式为:.b .请写出甲醇( CHOH )和空气组成的燃料电池的电极反应方程式。