原電池與化學(xué)電源

1、原電池原電池 化學(xué)電源化學(xué)電源金版新學(xué)案金版新學(xué)案制作制作地球與地圖地球與地圖欄目索引欄目索引請(qǐng)請(qǐng)點(diǎn)點(diǎn)擊擊相相關(guān)關(guān)欄欄目目2413考點(diǎn)考點(diǎn) 梯級(jí)落實(shí)梯級(jí)落實(shí)微課微課 通法悟道通法悟道真題真題 重組集訓(xùn)重組集訓(xùn)課時(shí)課時(shí) 規(guī)范訓(xùn)練規(guī)范訓(xùn)練考點(diǎn)一原電池及其工作原理考點(diǎn)一原電池及其工作原理【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】1 1概念概念把把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電能電能的裝置。的裝置。2 2形成條件形成條件(1)(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)發(fā)生。發(fā)生。(2)(2)二看兩電極：一般是二看兩電極：一般是金屬活潑性不同的兩電極金屬活潑性不同的兩電極。(3)(

2、3)三看是否形成閉合回路。形成閉合回路需三個(gè)條件：三看是否形成閉合回路。形成閉合回路需三個(gè)條件： 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液； 兩電極直接或間接接觸；兩電極直接或間接接觸； 兩電極插入電解質(zhì)溶液。兩電極插入電解質(zhì)溶液。3 3工作原理工作原理( (以下圖銅以下圖銅鋅原電池為例鋅原電池為例) )電極材料電極材料鋅鋅銅銅電極名稱電極名稱負(fù)極負(fù)極正極正極電極反應(yīng)電極反應(yīng)ZnZn2e2e=Zn=Zn2 2CuCu2 22e2e=Cu=Cu反應(yīng)類型反應(yīng)類型氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向電子流向電子從電子從負(fù)負(fù)極流出經(jīng)外電路流入極流出經(jīng)外電路流入正正極極離子流向離子流向陽離子流向陽離子流向正正極，陰離子

3、流向極，陰離子流向負(fù)負(fù)極極【問題與探究問題與探究】1 1判斷正誤判斷正誤( (正確的打正確的打“”“”，錯(cuò)誤的打，錯(cuò)誤的打“”)”)(1)(1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是負(fù)極在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是負(fù)極( () )(2)(2)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)( () )(3)(3)在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)( () )(4)(4)帶有帶有“鹽橋鹽橋”的原電池比不帶的原電池比不帶 “ “鹽橋鹽橋”的原電池的原電池電流持續(xù)時(shí)

4、間長(zhǎng)電流持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)( () )使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)導(dǎo)電通路。使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)導(dǎo)電通路。使溶液保持電中性，氧化還原反應(yīng)能順利進(jìn)行產(chǎn)生使溶液保持電中性，氧化還原反應(yīng)能順利進(jìn)行產(chǎn)生持續(xù)的電流。持續(xù)的電流。3.3.兩個(gè)半電池構(gòu)成的原電池中，鹽橋的作用是什么？?jī)蓚€(gè)半電池構(gòu)成的原電池中，鹽橋的作用是什么？2 2在下列原電池圖示中依據(jù)電子流向和離子移動(dòng)方向畫出在下列原電池圖示中依據(jù)電子流向和離子移動(dòng)方向畫出形成閉合回路的原理。形成閉合回路的原理。使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)導(dǎo)電通路。使溶液保持電中使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)導(dǎo)電通路。使溶液保持電中性，氧化還原反應(yīng)能順利進(jìn)行產(chǎn)生持續(xù)的電流。性，氧

5、化還原反應(yīng)能順利進(jìn)行產(chǎn)生持續(xù)的電流。2.2.根據(jù)右圖，可判斷出下列離子方程式中根據(jù)右圖，可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是( () )A A2Ag(s)2Ag(s)CdCd2 2(aq)=2Ag(aq)=2Ag(aq)(aq)Cd(s)Cd(s)B BCoCo2 2(aq)(aq)Cd(s)=Co(s)Cd(s)=Co(s)CdCd2 2(aq)(aq)C C2Ag2Ag(aq)(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd(s)=2Ag(s)CdCd2 2(aq)(aq)D D2Ag2Ag(aq)(aq)Co(s)=2Ag(s)Co(s)=2Ag(s)CoCo2 2(aq)(aq)【題組訓(xùn)練題組

6、訓(xùn)練】題組一題組一 原電池構(gòu)的判斷原電池構(gòu)的判斷1 1下列示意圖中能構(gòu)成原電池的是下列示意圖中能構(gòu)成原電池的是( () )1.1.解析：解析：CuCu與稀硫酸不反應(yīng)，與稀硫酸不反應(yīng)，A A裝置不能構(gòu)成原電池；裝置不能構(gòu)成原電池；AlAl與氫與氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，B B裝置能構(gòu)成原電池；裝置能構(gòu)成原電池；C C裝置中裝置中的的“導(dǎo)線導(dǎo)線”不是鹽橋，不能構(gòu)成原電池；不是鹽橋，不能構(gòu)成原電池；D D裝置中缺少鹽橋。裝置中缺少鹽橋。B B A A 2.2.解析：從兩個(gè)原電池的電極可以判斷出三種金屬的活動(dòng)解析：從兩個(gè)原電池的電極可以判斷出三種金屬的活動(dòng)性關(guān)系為：性關(guān)

7、系為：CdCoAgCdCoAg，則氧化性關(guān)系為：，則氧化性關(guān)系為：CdCd2 2CoCo2 2AgBCDEABCDE B BACDBE ACDBE C CCABDE DCABDE DBDCAEBDCAE4 4有有A A、B B、C C、D D四種金屬，做如下實(shí)驗(yàn)：將四種金屬，做如下實(shí)驗(yàn)：將A A與與B B用導(dǎo)線用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B B不易腐蝕；將不易腐蝕；將A A、D D分別投分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，D D比比A A反應(yīng)劇烈；將銅浸入反應(yīng)劇烈；將銅浸入B B的的鹽溶液里，無明顯變化，如果把銅浸入鹽溶液里，無明顯變化，

8、如果把銅浸入C C的鹽溶液里，有金屬的鹽溶液里，有金屬C C析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是 ( () )A AABCD BABCD BCDABCDAB C CDABC DDABC DABDCABDCC C5 5把適合題意的圖像填在橫線上把適合題意的圖像填在橫線上( (用用A A、B B、C C、D D表示表示) )(1)(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉將等質(zhì)量的兩份鋅粉a a、b b分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)向向a a中加入少量的中加入少量的CuSOCuSO4 4溶液，產(chǎn)生溶液，產(chǎn)生H H2 2的體積的體積V(L)V(L)

9、與時(shí)間與時(shí)間t t (min)(min)的關(guān)系是的關(guān)系是_。(2)(2)將過量的兩份鋅粉將過量的兩份鋅粉a a、b b分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向a a中加入少量的中加入少量的CuSOCuSO4 4溶液，產(chǎn)生溶液，產(chǎn)生H H2 2的體積的體積V(L)V(L)與時(shí)間與時(shí)間t(min)t(min)的關(guān)系是的關(guān)系是_。(3)(3)將將(1)(1)中的中的CuSOCuSO4 4溶液改成溶液改成CHCH3 3COONaCOONa溶液，其他條件不變，溶液，其他條件不變，則圖像是則圖像是_。解析：加入解析：加入CuSOCuSO4 4溶液，溶液，ZnZn置換出置換出CuCu，形成原

10、電池，加快反，形成原電池，加快反應(yīng)速率，應(yīng)速率，(1)a(1)a中中ZnZn減少，減少，H H2 2體積減?。惑w積減??；(2)(2)中由于中由于H H2 2SOSO4 4定量，定量，產(chǎn)生產(chǎn)生H H2 2的體積一樣多。的體積一樣多。A AB B(3)(3)當(dāng)把當(dāng)把CuSOCuSO4 4溶液改成溶液改成CHCH3 3COONaCOONa溶液時(shí)，由于溶液時(shí)，由于CHCH3 3COOCOOH HCHCH3 3COOHCOOH，a a中中c(Hc(H) )減少，反應(yīng)速率減小，但產(chǎn)生減少，反應(yīng)速率減小，但產(chǎn)生H H2 2的體積不的體積不變，所以變，所以C C項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。C C 考點(diǎn)三考點(diǎn)三 化學(xué)電源化

11、學(xué)電源【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】1 1一次電池一次電池( (堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池) )堿性鋅錳干電池的工作原理如圖：堿性鋅錳干電池的工作原理如圖：負(fù)極負(fù)極(Zn)(Zn)電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：ZnZn2OH2OH2e2e=Zn(OH)=Zn(OH)2 2正極正極(MnO(MnO2 2) )電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：2MnO2MnO2 22H2H2 2O O2e2e=2MnOOH=2MnOOH 2OH2OH總反應(yīng)：總反應(yīng)：ZnZn2MnO2MnO2 22H2H2 2O=Zn(OH)O=Zn(OH)2 22MnOOH2MnOOH2 2二次電池二次電池( (以鉛蓄電池為例以鉛蓄電池為例) )(1)

12、(1)放電時(shí)的反應(yīng)放電時(shí)的反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：PbPbSOSO4 42-2-2e2e= PbSO= PbSO4 4正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：PbOPbO2 24H4HSOSO4 42-2-2e2e=PbSO=PbSO4 42H2H2 2O O總反應(yīng)：總反應(yīng)：PbPbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 42H2H2 2O O(2)(2)充電時(shí)的反應(yīng)充電時(shí)的反應(yīng)陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：PbSOPbSO4 42e2e=Pb=PbSOSO4 42-2-陽極反應(yīng)：陽極反應(yīng)：PbSOPbSO4 42H2H2 2O O2e2e=PbO=PbO2 24H4HSOSO4 42-2

13、-總反應(yīng)：總反應(yīng)：2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O=PbO=PbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 43 3燃料電池燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。種。酸性酸性堿性堿性負(fù)極負(fù)極反應(yīng)式反應(yīng)式2H2H2 24e4e= 4H= 4H2H2H2 24OH4OH4e4e= 4H= 4H2 2O O正極正極反應(yīng)式反應(yīng)式O O2 24H4H4e4e=2H=2H2 2O OO O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH電池總電池總反應(yīng)式反應(yīng)式2H2H2 2O O2 2=2H=2H2 2O O1

14、1可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正、負(fù)極如何連接？可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正、負(fù)極如何連接？2 2(1)(1)氫氧燃料電池以氫氧燃料電池以KOHKOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將間后，電解質(zhì)溶液的濃度將_，溶液的，溶液的pH_pH_。( (填填“減小減小”、“增大增大”或或“不變不變”) )(2)(2)氫氧燃料電池以氫氧燃料電池以H H2 2SOSO4 4溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將后，電解質(zhì)溶液的濃度將_，溶液的，溶液的pH_pH_。( (填填“減小減小”、“增大增大”

15、或或“不變不變”) )可充電電池充電時(shí)的電極接法為：可充電電池充電時(shí)的電極接法為：增大增大減小減小減小減小減小減小2.2.熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水質(zhì)的無水LiClLiClKClKCl混合物受熱熔融后，混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSOPbSO4 42LiCl2LiClCa=CaClCa=CaCl2 2LiLi2 2SOSO4 4PbPb。下列有關(guān)說法正確的是下列有關(guān)說法正確的是

16、( () )A A正極反應(yīng)式：正極反應(yīng)式：CaCa2Cl2Cl2e2e=CaCl=CaCl2 2B B放電過程中，放電過程中，LiLi向負(fù)極移動(dòng)向負(fù)極移動(dòng)C C每轉(zhuǎn)移每轉(zhuǎn)移0.1 mol0.1 mol電子，理論上生成電子，理論上生成20.7 g Pb20.7 g PbD D常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)解析：正極上發(fā)生還原反應(yīng)，解析：正極上發(fā)生還原反應(yīng)，A A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電過程中項(xiàng)錯(cuò)誤；放電過程中LiLi向正極移動(dòng)，向正極移動(dòng)，B B項(xiàng)錯(cuò)誤；由電池總反應(yīng)式可知，每轉(zhuǎn)移項(xiàng)錯(cuò)誤；由電池總反應(yīng)式可知，每轉(zhuǎn)移0.1 0.1 molmol電

17、子，理論上生成電子，理論上生成0.05 mol Pb0.05 mol Pb，質(zhì)量為，質(zhì)量為10.35 g10.35 g，C C項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，電解質(zhì)不是熔融態(tài)，離子不能移動(dòng)，不能產(chǎn)生誤；常溫下，電解質(zhì)不是熔融態(tài)，離子不能移動(dòng)，不能產(chǎn)生電流，因此連接電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)。電流，因此連接電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)。D D【題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練】 題組一題組一 化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫2 2高鐵酸鉀高鐵酸鉀(K(K2 2FeOFeO4 4) )是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。容量電池材料。(1)FeCl(1)FeCl

18、3 3與與KClOKClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K K2 2FeOFeO4 4，其反應(yīng)，其反應(yīng)的離子方程式為的離子方程式為_。(2)(2)與與MnOMnO2 2ZnZn電池類似，電池類似，K K2 2FeOFeO4 4ZnZn也可以組成堿性電池，也可以組成堿性電池，K K2 2FeOFeO4 4在電池中作為正極材料。在電池中作為正極材料。正極反應(yīng)為正極反應(yīng)為_，該電池總反應(yīng)的離子方程式為該電池總反應(yīng)的離子方程式為_。解析：解析：(1)FeCl(1)FeCl3 3和和KClOKClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是KClOKClO氧化氧化Fe(OH)

19、Fe(OH)3 3，ClOClO的還原產(chǎn)物是的還原產(chǎn)物是ClCl，根據(jù)元素守恒、得失電，根據(jù)元素守恒、得失電子守恒和電荷守恒即可完成方程式。子守恒和電荷守恒即可完成方程式。(2)(2)根據(jù)題意可寫出題給原電池的負(fù)極反應(yīng)式為根據(jù)題意可寫出題給原電池的負(fù)極反應(yīng)式為3Zn3Zn6e6e6OH6OH=3Zn(OH)=3Zn(OH)2 2，總反應(yīng)式為，總反應(yīng)式為3Zn3Zn2FeO2FeO4 42-2-8H8H2 2O=3Zn(OH)O=3Zn(OH)2 22Fe(OH)2Fe(OH)3 34OH4OH。用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得正極反應(yīng)。用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得正極反應(yīng)式為式為2FeO2FeO4

20、 42-2-6e6e8H8H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)3 310OH10OH。2Fe(OH)2Fe(OH)3 33ClO3ClO4OH4OH=2FeO=2FeO4 42-2-5H5H2 2O O3Cl3ClFeOFeO4 42-2-3e3e4H4H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)3 35OH5OH3Zn3Zn2FeO2FeO4 42-2-8H8H2 2O=3Zn(OH)O=3Zn(OH)2 22Fe(OH)2Fe(OH)3 34OH4OH3 3(1)(1)以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法：式的書寫方法

21、：酸性條件酸性條件燃料電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CHCH4 42O2O2 2=CO=CO2 22H2H2 2O O燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O O2 24H4H4e4e=2H=2H2 2O O負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)式為_。堿性條件堿性條件燃料電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CHCH4 42O2O2 22NaOH=Na2NaOH=Na2 2COCO3 33H3H2 2O O燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)式為_。(2)(2)固體電解質(zhì)固體電解質(zhì)( (高溫下能傳導(dǎo)高溫下能傳導(dǎo)O O2 2) )燃料

22、電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CHCH4 42O2O2 2=CO=CO2 22H2H2 2O O燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O O2 24e4e=2O=2O2 2負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)式為_。酸性條件：酸性條件：2 2即得負(fù)極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式2 2得負(fù)極反應(yīng)式得負(fù)極反應(yīng)式CHCH4 44O4O2 28e8e=CO=CO2 22H2H2 2O OCHCH4 48e8e2H2H2 2O=COO=CO2 28H8H堿性條件：堿性條件：2 2即得負(fù)極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式CHCH4 410OH10OH8e8e=CO=CO3 32-2-7H7H2 2O O解題技能解題技能鹽橋電池鹽橋電池1

23、 1鹽橋電池的構(gòu)成特點(diǎn)鹽橋電池的構(gòu)成特點(diǎn)(1)(1)一般情況下，金屬插入其可溶性鹽溶液中，組成負(fù)極和一般情況下，金屬插入其可溶性鹽溶液中，組成負(fù)極和正極。正極。(2)(2)為使溶液保持電中性，鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電為使溶液保持電中性，鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路。流通路。 (3)(3)鹽橋電池的兩個(gè)電極材料可以不同，也可以相同，但鹽橋電池的兩個(gè)電極材料可以不同，也可以相同，但環(huán)境絕對(duì)不同。環(huán)境絕對(duì)不同。2 2鹽橋的作用鹽橋的作用(1)(1)使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路，代替兩溶液直接接觸。使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路，代替兩溶液直接接觸。(2)(2)平衡電荷。如在平衡電荷。如在Zn/ZnSOZ

24、n/ZnSO4 4Cu/CuSOCu/CuSO4 4原電池中原電池中ZnZn失去電失去電子形成子形成ZnZn2 2進(jìn)入進(jìn)入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液中因溶液中因ZnZn2 2增多而帶正增多而帶正電荷。同時(shí)，電荷。同時(shí)，CuSOCuSO4 4溶液則由于溶液則由于CuCu2 2變成變成CuCu，使得，使得SOSO相對(duì)較多相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。通過鹽橋中陰陽離子定向移動(dòng)而使兩半電池電而帶負(fù)電荷。通過鹽橋中陰陽離子定向移動(dòng)而使兩半電池電解質(zhì)溶液中正負(fù)電荷守恒而保持電中性。解質(zhì)溶液中正負(fù)電荷守恒而保持電中性。3 3單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比(

25、2)(2)不同點(diǎn)不同點(diǎn)圖圖1 1中中ZnZn在在CuSOCuSO4 4溶液中直接接觸溶液中直接接觸CuCu2 2，會(huì)有一部分，會(huì)有一部分ZnZn與與CuCu2 2直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會(huì)升高?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會(huì)升高。圖圖2 2中中ZnZn和和CuSOCuSO4 4溶液在兩個(gè)池子中，溶液在兩個(gè)池子中，ZnZn與與CuCu2 2不直接接觸，不直接接觸，不存在不存在ZnZn與與CuCu2 2直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流

26、穩(wěn)定，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。(3)(3)關(guān)鍵點(diǎn)：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在關(guān)鍵點(diǎn)：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。正極區(qū)。(1)(1)圖圖1 1和圖和圖2 2兩裝置的相同點(diǎn)兩裝置的相同點(diǎn)負(fù)極：負(fù)極：ZnZn2e2e=Zn=Zn2 2正極：正極：CuCu2 22e2e=Cu=Cu總反應(yīng)：總反應(yīng)：ZnZnCuCu2 2=Cu=CuZnZn2 2【典例典例】已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOAsO4 43-3-2I2I2H2H= = AsOAsO3 33-3-I I2 2H H2 2O O，在堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)為，在堿

27、性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOAsO3 33-3-I I2 22OH2OH=AsO=AsO4 43-3-H H2 2O O2I2I。設(shè)計(jì)如圖裝置。設(shè)計(jì)如圖裝置(C(C1 1、C C2 2均為石墨電極均為石墨電極) )，分，分別進(jìn)行下述操作：別進(jìn)行下述操作：.向向B B燒杯中逐滴加入濃鹽酸燒杯中逐滴加入濃鹽酸.向向B B燒杯中逐滴加入燒杯中逐滴加入40%NaOH40%NaOH溶液溶液 結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(1)(1)兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？?jī)纱尾僮髦兄羔槥槭裁窗l(fā)生偏轉(zhuǎn)？(2)(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?？試用化學(xué)平衡兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方

28、向?yàn)槭裁聪喾矗吭囉没瘜W(xué)平衡移動(dòng)原理解釋之。移動(dòng)原理解釋之。(3)(3)操作操作過程中過程中C C1 1棒上發(fā)生的反應(yīng)為棒上發(fā)生的反應(yīng)為_；(4)(4)操作操作過程中過程中C C2 2棒上發(fā)生的反應(yīng)為棒上發(fā)生的反應(yīng)為_，鹽橋中的鹽橋中的K K移向移向_燒杯溶液燒杯溶液( (填填“A”A”或或“B”)B”)。兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 ()()加酸加酸c(Hc(H) )增大，增大，AsOAsO4 43-3-得電子，得電子，I I失電子，失電子，C C1 1極是負(fù)極，極是負(fù)極，C C2 2極是正極。極是正極。()()加堿加堿c(OHc(OH)

29、 )增大，增大，AsOAsO3 33-3-失電子，失電子，I I2 2得電子，得電子，C C1 1極是正極，極是正極，C C2 2 極是負(fù)極。故發(fā)生不同方向的反應(yīng)，極是負(fù)極。故發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。2I2I2e2e=I=I2 2 AsOAsO3 33-3-2OH2OH2e2e=AsO=AsO4 43-3-H H2 2O OA A 如圖所示，杠桿如圖所示，杠桿ABAB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)

30、杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃地向水槽中滴入濃CuSOCuSO4 4溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是向判斷正確的是( (實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化)()() )A A杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A A端高端高B B端低端低B B杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A A端低端低B B端高端高C C當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A A端低端低B B端高端高D D當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A A端高端高B B端低端低解析：當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原

31、電池，解析：當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)eFe作負(fù)極，作負(fù)極，CuCu作正作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：FeFe2e2e=Fe=Fe2 2，正極：，正極：CuCu2 22e2e=Cu=Cu，銅球增重，鐵球質(zhì)量減輕，杠桿，銅球增重，鐵球質(zhì)量減輕，杠桿A A低低B B高。高。C C題組一題組一 原電池工作原理原電池工作原理B B 1 1(2014(2014北京理綜，北京理綜，8)8)下列電池工作時(shí)，下列電池工作時(shí)，O O2 2在正極放電的在正極放電的是是( () )2 2(2014(2014新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，12)201312)2013年年3 3月我國科學(xué)家報(bào)道

32、月我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是( () )A Aa a為電池的正極為電池的正極B B電池充電反應(yīng)為電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMnLiMn2 2O O4 4=LiLi1 1x xMnMn2 2O O4 4xLixLiC C放電時(shí)，放電時(shí)，a a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D D放電時(shí)，溶液中放電時(shí)，溶液中LiLi從從b b向向a a遷移遷移1.1.解析：氫燃料電池中，負(fù)極上解析：氫燃料電池中，負(fù)極上H H2 2放電，正極上放電，正極上O O2 2放電，放電，A A、C C、D D中均不存在中均不存在O O2

33、 2放電，故選放電，故選B B。2.2.解析：由圖可知，解析：由圖可知，b b極極(Li(Li電極電極) )為負(fù)極，為負(fù)極，a a極為正極，放極為正極，放電時(shí)，電時(shí)，LiLi從負(fù)極從負(fù)極(b)(b)向正極向正極(a)(a)遷移，遷移，A A、D D項(xiàng)正確；該電池放項(xiàng)正確；該電池放電時(shí)，負(fù)極：電時(shí)，負(fù)極：xLixLixexe=xLi=xLi，正極：，正極：LiLi1 1x xMnMn2 2O O4 4xLixLixexe=LiMn=LiMn2 2O O4 4，a a極極MnMn元素的化合價(jià)發(fā)生變化，元素的化合價(jià)發(fā)生變化，C C項(xiàng)錯(cuò)誤；由項(xiàng)錯(cuò)誤；由放電反應(yīng)可得充電時(shí)的反應(yīng)，放電反應(yīng)可得充電時(shí)的反應(yīng)

34、，B B項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。C CA A電池反應(yīng)中有電池反應(yīng)中有NaClNaCl生成生成B B電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子三價(jià)鋁離子C C正極反應(yīng)為：正極反應(yīng)為：NiClNiCl2 22e2e=Ni=Ni2Cl2ClD D鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)電極間移動(dòng)3 3(2013(2013新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷11)“ZEBRA”11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如蓄電池的結(jié)構(gòu)如下圖所示，電極材料多孔下圖所示，電極材料多孔Ni/NiClNi/NiCl2 2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)

35、誤的是制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是 ( () )解析：該電池總反應(yīng)為：解析：該電池總反應(yīng)為：2Na2NaNiClNiCl2 2=2NaCl=2NaClNiNi，因此，因此有有NaClNaCl生成，生成，A A項(xiàng)正確；電池總反應(yīng)為項(xiàng)正確；電池總反應(yīng)為NaNa還原還原NiNi2 2，B B項(xiàng)錯(cuò)誤；項(xiàng)錯(cuò)誤；正極為正極為NiClNiCl2 2發(fā)生還原反應(yīng)：發(fā)生還原反應(yīng)：NiClNiCl2 22e2e=Ni=Ni2Cl2Cl，C C項(xiàng)正項(xiàng)正確；鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體由負(fù)極移向正極，確；鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體由負(fù)極移向正極，D D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。B B C C 4 4(2011(2011新課

36、標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷11)11)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：放電時(shí)的總反應(yīng)為：FeFeNiNi2 2O O3 33H3H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)2 22Ni(OH)2Ni(OH)2 2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是下列有關(guān)該電池的說法不正確的是( () )A A電池的電解液為堿性溶液，正極為電池的電解液為堿性溶液，正極為NiNi2 2O O3 3、負(fù)極為、負(fù)極為FeFeB B電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為FeFe2OH2OH2e2e=Fe(OH)=Fe(OH)2 2C C電池充電過程中，陰極附近溶液的電池充電過程中，陰極附近

37、溶液的pHpH降低降低D D電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2Ni(OH)2 22OH2OH2e2e= = NiNi2 2O O3 33H3H2 2O O解析：解析：A A項(xiàng)，由電池反應(yīng)可知，項(xiàng)，由電池反應(yīng)可知，NiNi2 2O O3 3Ni(OH)Ni(OH)2 2，NiNi的化合的化合價(jià)由價(jià)由3 3價(jià)價(jià)2 2價(jià)，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故價(jià)，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故NiNi2 2O O3 3為正為正極，極，F(xiàn)eFe(OH)FeFe(OH)2 2，F(xiàn)eFe的化合價(jià)由的化合價(jià)由0 0價(jià)價(jià)2 2價(jià)，化合價(jià)升高，發(fā)價(jià)，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故生氧化反應(yīng)，故FeF

38、e為負(fù)極，正確；為負(fù)極，正確；B B項(xiàng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，項(xiàng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)eFe2OH2OH2e2e=Fe(OH)=Fe(OH)2 2，正確；，正確；C C項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e(OH)Fe(OH)2 22e2e=Fe=Fe2OH2OH，c(OHc(OH) )增大，溶液的增大，溶液的pHpH增大，故增大，故錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；D D項(xiàng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為項(xiàng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2Ni(OH)2Ni(OH)2 22OH2OH2e2e=Ni=Ni2 2O O3 33H3H2 2O O，D D正確。正確。5 520142014四川理綜，四川理綜，11(4)

39、(5)(1)MnO11(4)(5)(1)MnO2 2可作超級(jí)電容器可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解材料。用惰性電極電解MnSOMnSO4 4溶液可制得溶液可制得MnOMnO2 2，其陽極的電，其陽極的電極反應(yīng)式是極反應(yīng)式是_。(2)MnO(2)MnO2 2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是_。MnMn2 22H2H2 2O O2e2e=MnO=MnO2 24H4HMnOMnO2 2H H2 2O Oe e=MnO(OH)=MnO(OH)OHOH6 620132013新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，28(5

40、)28(5)二甲醚二甲醚(CH(CH3 3OCHOCH3 3) )直接燃直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池燃料電池(5.93 kWhkg(5.93 kWhkg1 1) )。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為_，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生_個(gè)電子的電個(gè)電子的電量。量。CHCH3 3OCHOCH3 33H3H2 2O O12e12e=2CO=2CO2 212H12H1212解析：解析：(1)(1)陽

41、極發(fā)生氧化反應(yīng)，由陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由MnSOMnSO4 4制得制得MnOMnO2 2，錳元素，錳元素化合價(jià)升高，化合價(jià)升高，MnSOMnSO4 4在陽極反應(yīng)，根據(jù)原子守恒，反應(yīng)物中有在陽極反應(yīng)，根據(jù)原子守恒，反應(yīng)物中有H H2 2O O參加，再根據(jù)電荷守恒，生成物中還有參加，再根據(jù)電荷守恒，生成物中還有H H，配平電極反應(yīng)，配平電極反應(yīng)式。式。(2)MnO(2)MnO2 2在正極得電子，在正極得電子，MnMn元素化合價(jià)降到元素化合價(jià)降到3 3價(jià)，由于是堿價(jià)，由于是堿性溶液，應(yīng)生成性溶液，應(yīng)生成MnO(OH)MnO(OH)，則正極電極反應(yīng)為，則正極電極反應(yīng)為MnOMnO2 2H H2 2O O

42、e e=MnO(OH)=MnO(OH)OHOH。解析：燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，二甲醚解析：燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，二甲醚的分子式為的分子式為C C2 2H H6 6O O，在酸性條件下生成，在酸性條件下生成COCO2 2，碳的化合價(jià)從，碳的化合價(jià)從2 2價(jià)價(jià)升至升至4 4價(jià)，一個(gè)二甲醚失去價(jià)，一個(gè)二甲醚失去1212個(gè)個(gè)e e，書寫過程：第一步，書寫過程：第一步CHCH3 3OCHOCH3 312e12eCOCO2 2，第二步配平除，第二步配平除“H H、O”O(jiān)”之外的其他原子之外的其他原子CHCH3 3OCHOCH3 312e12e2CO2CO2 2，第三步用，

43、第三步用“H H”配平電荷配平電荷CHCH3 3OCHOCH3 312e12e COCO2 212H12H，第四步補(bǔ)水配氫，第四步補(bǔ)水配氫CHCH3 3OCHOCH3 312e12e3H3H2 2O = O = 2CO2CO2 212H12H，第五步用，第五步用“O”O(jiān)”檢查是否配平。檢查是否配平。7 7(2013(2013新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷10)10)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了黑，這是生成了 AgAg2 2S S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，在鋁質(zhì)容器

44、中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說法正確的是一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說法正確的是( () )A A處理過程中銀器一直保持恒重處理過程中銀器一直保持恒重B B銀器為正極，銀器為正極，AgAg2 2S S被還原生成單質(zhì)銀被還原生成單質(zhì)銀C C該過程中總反應(yīng)為該過程中總反應(yīng)為2Al2Al3Ag3Ag2 2S=6AgS=6AgAlAl2 2S S3 3D D黑色褪去的原因是黑色黑色褪去的原因是黑色AgAg2 2S S轉(zhuǎn)化為白色轉(zhuǎn)化為白色AgClAgCl解析：根據(jù)信息知在銀器處理過程中運(yùn)用了原電池原理，解析：根據(jù)信息知在銀器處理過程中運(yùn)用了原電池原理，鋁質(zhì)

45、容器作負(fù)極，電極反應(yīng)為鋁質(zhì)容器作負(fù)極，電極反應(yīng)為2Al2Al6e6e=2Al=2Al3 3；銀器作正；銀器作正極，電極反應(yīng)為極，電極反應(yīng)為3Ag3Ag2 2S S6e6e=6Ag=6Ag3S3S2 2；繼而；繼而AlAl3 3和和S S2 2發(fā)發(fā)生互相促進(jìn)的水解反應(yīng)：生互相促進(jìn)的水解反應(yīng)：2Al2Al3 33S3S2 26H6H2 2O=2Al(OH)O=2Al(OH)3 33H3H2 2SS，故原電池的總反應(yīng)為，故原電池的總反應(yīng)為3Ag3Ag2 2S S2Al2Al6H6H2 2O=6AgO=6Ag2Al(OH)2Al(OH)3 33H3H2 2SS，故，故C C錯(cuò)誤。黑色褪去的原因是錯(cuò)誤。

46、黑色褪去的原因是AgAg2 2S S被還原被還原為為AgAg，此過程中銀器質(zhì)量逐漸減小，故，此過程中銀器質(zhì)量逐漸減小，故A A、D D錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B B正確。正確。B B 8 820132013廣東理綜廣東理綜33(2)33(2)能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備水制備ClCl2 2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：限選材料：ZnSOZnSO4 4(aq)(aq)，F(xiàn)eSOFeSO4 4(aq)(aq)，CuSOCuSO4 4(aq)(aq)；銅片，鐵片，；銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。鋅片和導(dǎo)線。完成原電池甲的裝置示意圖完成原電池甲的裝置示意圖( (見右圖見右圖) )，并作相應(yīng)標(biāo)注。并作相應(yīng)標(biāo)注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相