如何全面理解掌握高中的重要實驗(7)

1、如何全面理解掌握高中的重要實驗(7)12.原電池的工作原理實驗原理：原電池是利用氧化復(fù)原反響將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。原電池的工作原理是將氧化復(fù)原反響的氧化反響 ,復(fù)原反響分別在兩極上進(jìn)行 ,復(fù)原劑在負(fù)極被氧化 ,失去的電子通過導(dǎo)線傳遞給正極 ,氧化劑在正極被復(fù)原 ,得到電子 ,從而實現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化。實驗操作：(1)將鋅片與銅片平行插入盛有稀硫酸的燒杯里 ,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來 ,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。(3)在導(dǎo)線中間接入一個電流計 ,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。如下圖。稀硫酸實驗現(xiàn)象及結(jié)論：(1)鋅片溶解 ,鋅片上有氣泡產(chǎn)生。銅片上無氣泡。因為Zn比Cu活潑 ,Cu不能和稀硫

2、酸發(fā)生置換反響 ,而Zn可以置換出硫酸中的氫：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。(2)銅片上有氣泡產(chǎn)生。因為Zn比Cu活潑 ,容易失去電子 ,發(fā)生氧化反響 ,電子沿導(dǎo)線流向銅片 ,電子流進(jìn)銅片后 ,溶液中的氫離子在銅片上得到電子產(chǎn)生氫氣 ,發(fā)生復(fù)原反響 ,因而銅片上有氣泡產(chǎn)生。(3)電流計指針有偏轉(zhuǎn)。說明導(dǎo)線上有電子流過。裝置中 ,鋅片(負(fù)極)發(fā)生氧化反響 ,Zn-2e-=Zn2+ ,銅片(正極)發(fā)生復(fù)原反響 ,2H+2e-=H2↑。電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極 ,整個電路形成回路 ,產(chǎn)生電流 ,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。這就是原電池的工作原理?？偡错懛匠淌剑篫n+2H+=Zn2+

3、H2↑。問題：(1)如果將上述實驗中的“稀硫酸改為“CuSO4溶液 ,其他不變 ,能否構(gòu)成原電池?如果再用比鋅活潑的鎂代替銅片 ,再用ZnSO4溶液代替CuSO4溶液與鋅片組成原電池 ,鋅片上將發(fā)生怎樣的電極反響?如果將鋅片置于盛有ZnSO4溶液的燒杯中 ,將銅片根置于盛有CuSO4溶液的燒杯中 ,分別構(gòu)成兩個電極 ,外電路仍用導(dǎo)線連接 ,并通過鹽橋?qū)蓚€隔離的電解質(zhì)溶液連接起來 ,能否構(gòu)成原電池?根據(jù)上述實驗探究 ,你認(rèn)為原電池構(gòu)成的條件是什么?(2)在實驗室里 ,用鋅跟稀硫酸反響制取氫氣時 ,為什么粗鋅比純鋅反響快?為什么向稀硫酸中參加少量硫酸銅溶液能使制取氫氣的反響加快?(3)

4、曾經(jīng)有一位格林太太鑲了一顆金牙 ,但有一次因意外事故 ,她的金牙旁邊的一顆牙齒破碎 ,牙醫(yī)為她補(bǔ)了一顆不銹鋼牙 ,可是自那次事故以后 ,格林太太就留下了“后遺癥：經(jīng)常頭疼、夜間失眠、心情煩躁 ,拜訪了很多當(dāng)時的名醫(yī) ,使用了當(dāng)時最先進(jìn)的儀器 ,都無功而返 ,后來 ,一次偶然時機(jī) ,她遇見了一位年輕的化學(xué)家 ,化學(xué)家很快就解除了她的煩惱 ,你想知道格林太太到底得了什么“怪病 ,年輕的化學(xué)家用什么方法解除了格林太太的煩惱嗎?(4)有一銀器因日久其外表生成了硫化銀而變黑。現(xiàn)有一舊鋁鍋和足量的食鹽水 ,你采用什么方法能使銀器光澤復(fù)原?寫出有關(guān)反響的電極方程式和電池反響式。(利用原電池原理將銀器放在盛有

5、足量食鹽水的鋁鍋中 ,使之與鍋底接觸 ,這樣就構(gòu)成了一個鋁為負(fù)極 ,硫化銀為正極的原電池 ,放置一段時間后銀器即可恢復(fù)光亮。負(fù)極：2Al-6e-=2Al3+ ,正極：3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-。電池反響為：2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+3H2S↑+2Al(OH)3↓。)13.電解池工作原理實驗原理：電解池是在外加電源的作用下 ,將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。電解池的工作原理是讓電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))后在陰、陽兩極引起氧化復(fù)原反響的過程 ,從而實現(xiàn)電能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。實驗操作：(1)電解熔融NaCl。以下圖為電解熔融NaCl的裝置 ,容器中盛有熔融

6、的NaCl ,兩側(cè)分別插入石墨片和鐵片作為電極材料 ,且石墨 ,鐵片分別與電源的正極、負(fù)極相連。(2)電解CuCl2溶液。按以下圖中所示裝置連接好儀器 ,在U形管中參加飽和氯化銅溶液 ,用石墨棒作電極 ,接通電源 ,電解數(shù)分鐘后 ,觀察陰極(與電源負(fù)極連接的石墨棒)外表的顏色 ,用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗陽極(與電源正極連接的石墨棒)上放出的氣體。實驗現(xiàn)象及結(jié)論：(1)石墨電極上有氣體放出 ,鐵電極區(qū)有金屬鈉生成。在石墨陽極上 ,Cl-失去電子發(fā)生氧化反響：2Cl-2e-=Cl2↑ ,鐵陰極上 ,Na+得到電子發(fā)生復(fù)原反響：2Na+2e-=2Na。說明在電流的作用下 ,熔融的NaCl

7、發(fā)生氧化復(fù)原反響生成鈉與氯氣 ,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。(2)石墨陰極上覆蓋了一層紅色物質(zhì);石墨陽極上有氣泡產(chǎn)生 ,并可聞到刺激性的氣味 ,該氣體能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)。石墨陰極上Cu2+比H+容易放電 ,發(fā)生復(fù)原反響：Cu2+2e-= Cu;石墨陽極上Cl-比OH-容易放電 ,發(fā)生氧化反響：2Cl-2e-=Cl2↑ ,Cl2+2KI=2KCl+I2 ,碘單質(zhì)與淀粉變藍(lán)。說明在電流的作用下 ,CuCl2溶液中的離子分別在陰陽極發(fā)生氧化復(fù)原反響生成銅與氯氣 ,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。CuCl2Cu+Cl2↑。問題：(1)電解熔融NaCl和電解飽和氯化鈉溶液有何區(qū)別?為什么?(2)電解池與原電池有什么區(qū)別?請列表比擬。電鍍池與精煉池有什么區(qū)別?(以鐵件鍍銅與電解精煉銅為例進(jìn)行比擬)(3)工業(yè)制鎂是采用電解熔融氯化鎂的方法。試分析電解熔融的MgCl2的原理 ,寫出有關(guān)的電極反響式和總反響式。為什么不采用電解熔融氧化鎂的方法制鎂?而工業(yè)制鋁卻采用電解熔融氧化鋁的方法 ,試分析電解熔融的Al2O3的原理 ,寫出有關(guān)的電極反響式和總反響式。為什么不采用電解熔融氯化鋁的方法制鋁?(4)從H+、Cu2+、Na+、Cl-、SO42-五種離子中