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文檔簡介
6.1.2化學(xué)反應(yīng)與電能(精講)
思維導(dǎo)圖
將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)
(―概念
看本質(zhì):有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)
看電極:兩個活潑性不同的電極
組成原電
看溶液:電解質(zhì)溶液(溶液或者熔融〉
池的條件
看回路:電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路
依據(jù)電極材料電子流向反應(yīng)類型離子流向?qū)嶒灛F(xiàn)象
負極活動性較強金屬流出電子一極氧化反應(yīng)陰離子移向一極溶解的一極
正極活動性較弱金屬流入電子一極還原反應(yīng)陽離子移向一極質(zhì)量增加或有氣泡放出
或非金屬
池
加快氧化還原原電池中,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進行,使溶
反應(yīng)的速率液中離子運動時相互的干擾減小,使反應(yīng)速率增大
比較金屬活一般情況E負極的金屬活動性比正極的金屬活動性強
動性的強弱;電極質(zhì)量較少,作負極較活潑,
[有氣體生成、電極質(zhì)量不斷憎加或不變作更極,較不甚法
一二知一個氧化還原反應(yīng),首先分析找出氧化劑H
原劑,T還原劑為負極材料(或在負極上被氧化),
應(yīng)
設(shè)計依據(jù)氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離種正極上被還原
用
電①電極材料:電極材料必須導(dǎo)電。
池5選擇負極材料一般選擇較活潑的金屬材料,
合適或者在該氧化還原反應(yīng)中,本身失去電子的材料
材料廠-------
②電解質(zhì)溶液:電解質(zhì)溶液一般能與負極反應(yīng)
制造化學(xué)電源如各種干電池、蓄電池、燃料電池等
1
通過燃料氣體與氧氣分別在兩個電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng),將化學(xué)
能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置
定義
氫氣、甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、葡萄糖、粉等可燃性氣體
燃料氣
電解②K01TM
類
質(zhì)
型-③Li2c和Na2c。3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),其導(dǎo)電粒子是CO3L
④固體電解質(zhì)是摻雜了丫2。3的ZrO2固體,高溫下能傳導(dǎo)02一離子
得失電子守恒
電遵循三個守恒電荷守恒
極
原子守恒(質(zhì)量守恒)
反
應(yīng)直觀法:對象比較簡單的原電池
燃式先確定原電池的正、負極,列出正、負極上反應(yīng)的物質(zhì),
的并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失
料書
書
寫差值法:復(fù)雜電極反應(yīng)式===總反應(yīng)式一簡單的電極反應(yīng)式
電寫
方
方
池法失電子f?電荷數(shù)+n
法得失電子守恒J------------;------------
三----------氣得電子一電荷數(shù)一m
步電荷守恒電極反應(yīng)左、右兩邊的正電荷和負電荷數(shù)相等
法
原子守恒電極反應(yīng)兩邊同種原子的原子個數(shù)相等
若為酸性介質(zhì),先補另一邊補珥0;
若為堿性介質(zhì),先補0H1另一邊補HzO
空氣)
r.
?
圖示
2
常見考點
考點一瓊電池的判斷方法
考點二原電池的工作原理
加快反應(yīng)速率
考點三原電池原理的應(yīng)用上也主屬活動性
化學(xué)反應(yīng)與電能
設(shè)計原電池
考點四電極反應(yīng)式的書寫
考點五燃料電池
考點一原電池的判斷方法
【例1】(2022秋?重慶沙坪壩)如圖所示裝置中屬于原電池的是
【一隅三反】
1.(2022江蘇揚州)下列裝置中,能構(gòu)成原電池的是
D.ZnSO,溶液CuSO,溶液
2.(2022遼寧)如圖所示裝置中,不能形成原電池的是
3
停1仲
銅仁]力鋅銅仁]「銀銅力力銀銅廣I力鋅
*<11~~117-IT7<Trl-ITT-rT7
A.稀硫酸B.硝酸銀C.稀硫酸D.硫酸銅
3.(2022廣東)某學(xué)習(xí)興趣小組探究電池的工作原理,組裝了以下裝置,電流表指針明顯偏轉(zhuǎn)的是
D.
考點二原電池的工作原理
【例2-1](2022河南)在實驗室中,將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接(導(dǎo)線中間接入一個電流表),平行插入盛有
稀硫酸的燒杯中,裝置如圖。下列說法正確的是
I?I
稀硫酸
A.鋅片逐漸溶解B.燒杯中溶液逐漸呈藍色
C.電子由銅片通過導(dǎo)線流向鋅片D.該裝置能將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
4
【例2-2](2022?山東)某原電池的總反應(yīng)為Zn+2H+=Zn"+H2T,下列說法錯誤的是
A.Zn極為負極B.田移向負極
C.可選用石墨作正極D.可選用稀硫酸作電解質(zhì)溶液
【例2-3](2022內(nèi)蒙古)下列關(guān)于原電池的敘述中錯誤的是
A.原電池內(nèi)部的陽離子向正極移動
B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
C.在原電池中,電子流入的一極是正極,發(fā)生還原反應(yīng)
D.構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬
【一隅三反】
1.(2022河南許昌)下列關(guān)于原電池的敘述中,正確的是
①構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬
②原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
③在原電池中,電子流入的一極是正極,該電極被還原
④原電池放電時,電流的方向是從負極到正極
⑤原電池工作時,溶液中的陽離子向負極移動
⑥電子經(jīng)溶液從負極流向正極
A.①②⑥B.②③C.②D.②⑥
2.(2022廣西賀州)如圖為銅一鋅一稀硫酸構(gòu)成的原電池示意圖,下列說法正確的是
電流計
A.鋅片為正極,且鋅片逐漸溶解B.電子由銅片通過導(dǎo)線流向鋅片
C.銅片為正極,且銅片上有氣泡D.電流由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片
5
3.(2022上海閔行)如圖是課外活動小組設(shè)計的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法錯誤的是
A.Zn作負極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.電子流向:Zn—?電解質(zhì)溶液TCU
C.銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:2H++2e-=H2f
D.理論上,Zn片質(zhì)量減小6.5g,Cu片上析出標(biāo)準狀況下2.24LH:
考點三原電池原理的應(yīng)用
【例3-1](2022湖北)把A、B、C、D四塊金屬片用導(dǎo)線兩兩相連,浸入稀硫酸中組成原電池。若A、B
相連時,A為負極;C、D相連時,D上產(chǎn)生大量氣泡;A、C相連時,電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A;B、D相
連時,電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B,則此4種金屬的活動性由強到弱的順序為
A.A>C>D>BB.A>B>C>DC.C>A>B>DD.B>A>C>D
【例3-2](2022浙江)把鋅片投入到盛有CH3coOH溶液的敞口容器里,改變下列條件,其中能加快反應(yīng)
速率的是
A.加入少量NaCl固體B.滴加少量硫酸銅溶液
C.加入少量水D.加入少量CH3coONa固體
【例3-3】(2022寧夏)理論上不能設(shè)計為原電池的化學(xué)反應(yīng)是
占燃
A.CH4(g)+202(g)CO2(g)+2H2O(1)AH<0
B.HN03(aq)+NaOH(aq)=NaNOj(aq)+HzOCaq)AH<0
占燃
C.2H2(g)+O2(g)^^2H2O(1)AH<0
D.2FeCh(aq)+Fe(s)=3FeCb3q)AH<0
6
【一隅三反】
1.(2022浙江)把a、b、c、d四種金屬浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。a、b相
連時,a為正極;c、d相連時,導(dǎo)線上電流由c到d;a、c相連時,a質(zhì)量減輕;b、d相連時,b上
有大量氣泡產(chǎn)生?四種金屬的活動性順序為
A.d>b>a>cB.b>d>a>c
C.d>b>c>aD.c>d>b>a
2.(2022黑龍江)a、b兩試管中分別盛裝足量等體積、等濃度的稀硫酸溶液,向a、b兩試管中加少量等
質(zhì)量的鋅粉,同時向b試管中加入少量CuSO」固體粉末,讓a、b兩試管同時開始反應(yīng),則產(chǎn)生H2的物質(zhì)
的量隨時間變化關(guān)系如圖所示,其中正確的是
3.(2022秋.陜西延安)理論上不能設(shè)計為原電池的化學(xué)反應(yīng)是
占燃
A.CH4+202CO2+2H2O
B.2FeCl3+Fe=3FeCl2
C.2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T
D.HNO3+NaOH=NaNO3+H20
4.(2022秋.江蘇宿遷.高二校考開學(xué)考試)等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b中分別加入過量的稀硫酸,同時向a中
加入少量的CuSOq溶液,下列各圖表示的是產(chǎn)生H2的體積V與時間t的關(guān)系(其它條件相同),其中正確的
是
7
考點四電極反應(yīng)式的書寫
【例4】(2022海南)原電池的電極反應(yīng)不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中
不正確的是
A.由Al、Cu、稀H2sCh組成原電池,其負極反應(yīng)式為:AI-3e=Al3+
B.由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池,其負極反應(yīng)式為:Mg-2e=Mg2+
C.由Fe、Cu、FeCb溶液組成原電池,其負極反應(yīng)式為:Fe-2e=Fe2+
D.由Al、Cu、濃硝酸組成原電池,其負極反應(yīng)式為:Cu-2e-Cu2+
【一隅三反】
1.(2022?河北)下列關(guān)于原電池說法正確的是(C)
A.由Al、Mg、稀硫酸組成的原電池,其負極反應(yīng)式為:Al-3e-=Al3+
B.由Al、Mg、NaOH組成的原電池,其負極反應(yīng)式為:Al-3e-+3OH-=Al(OH)31
C.由Al、Cu、濃硝酸組成的原電池,其負極反應(yīng)式為:Cu-2L=Cu2+
D.由Fe、Cu、FeCb組成的原電池,其正極反應(yīng)式為:Cu-2e=Cu2+
8
2.(2022.高二單元測試)原電池的電極反應(yīng)式不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說
法錯誤的是
A.由金屬Al、Cu和濃硝酸組成的原電池,經(jīng)過一段時間后負極反應(yīng)式為:Cu-2e=Cu2*
B.由金屬Al、Cu和稀硫酸組成的原電池,負極反應(yīng)式為:Al-3e=AI3+
C.由Al、Mg、NaOH溶液組成的原電池,負極反應(yīng)式為A1+40H-3^=70;+2也0
D.由Fe、Cu、FeCL;溶液組成的原電池,負極反應(yīng)式為:Cu-2e=Cu2+
3.(2022河南)原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān),下列說法中不正確
的是
A.由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池,放電時SCU2-向A1電極移動
-
B.由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池,其負極反應(yīng)式為:Al-3e+4OH=A1O2+2H2O
C.由Fe、Cu、NaCl溶液組成原電池,其負極反應(yīng)式為:Cu-2屋=Cu2+
D.由Al、Cu,濃硝酸組成原電池作電源,用石墨電極來電解硝酸銀溶液,當(dāng)析出ImolAg時,消耗Cu
電極32g
考點五燃料電池
【例5】(2022四川)MCFC型燃料電池可同時供應(yīng)電和水蒸氣,其工作溫度為600?700°C,所用燃料為
H2,電解質(zhì)為熔融的K2co3。己知該電池的總反應(yīng)為2H2+Ch=2H2O,下列有關(guān)該電池的說法正確的是
A.該電池的正極反應(yīng)式為4OH-+4e=O2f
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