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高中化学原电池知识点总结报告

时间:2023-07-15 06:02:29 文/莉落 报告北考网www.beiweimall.com

高中化学原电池知识点总结报告

  篇一:高中化学原电池知识点总结

  选修四  第四章 电化学基础

  第一节原电池

  1.定义:把化学能转化为电能的装置

  2.实质:一个能自发进行的氧化还原反应。

  3.构成条件:

  (1)两个活性不同的金属(其中一种可以为非金属,即作导体用)作电极。

  (2)两电极插入电解质溶液中。

  (3)形成闭合回路。(两电极外线用导线连接,可以接用电器。)

  (4)自发地发生氧化还原反应

  ※4.原理:

  ⅠⅡ

  两种装置的比较:

  装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu直接接触,易造成能量损耗;装置Ⅱ能避免能量损耗;装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路,导电。

  5.盐桥:含有琼胶的KCl饱和溶液

  盐桥作用:连接两个溶液,并保持两个溶液呈电中性。K正极,Cl负极 +-2+

  篇二:原电池知识点总结和随堂练习及答案

  教学过程: 原电池:

  1、概念:  将化学能转化为电能的装置叫做原电池

  2、组成条件:①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应

  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、电子流向:外电路:极—→导线—→

  内电路:盐桥中离子移向负极的电解质溶液,盐桥中电流方向:正极—→导线—→负极

  4、电极反应:以锌铜原电池为例:

  +负极:氧化反应: Zn-2e=Zn2 -反应式:较活泼金属-ne=金属阳离子负极现象:负极溶解,负极质量减少。

  +正极:还原反应: 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。

  总反应式: Zn+2H+2+↑

  5、正、负极的判断:

  (1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。

  (2)从电子的流动方向 负极流入正极

  (3)从电流方向 正极流入负极

  (4)根据电解质溶液内离子的移动方向  阳离子流向正极,阴离子流向负极

  (5)根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极

  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。

  7、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。

  化学电池:

  1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池

  2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置

  3、化学电池的分类:

  一次电池

  1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等

  二次电池

  1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。

  2、电极反应:铅蓄电池

  放电:负极(铅): Pb+SO2-4-2e=PbSO4↓

  正极(氧化铅): PbO2+4H++SO2-4+2e=PbSO4↓+2H2

  充电:阴极:  PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H++SO2-4

  阳极:  PbSO4+2e=Pb+SO2-4

  两式可以写成一个可逆反应:  PbO2+Pb+2H2SO4

  2PbSO4↓+2H2O

  3目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池

  三、燃料电池

  1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池

  2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。

  当电解质溶液呈酸性时:

  负极:2H2-4e=4H+  正极:O2+4 e+4H+ =2H2O

  当电解质溶液呈碱性时:

  负极:  2H2+4OH-4e=4H2O正极:O2+2H2O+4 e=4OH

  另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。电极反应式为:

  --负极:CH4+10OH+8e=7H2O;

  正极:4H2O+2O2+8e-=8OH-。

  电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

  3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低

  四、废弃电池的处理:回收利用

  五、金属的电化学腐蚀

  (1)金属腐蚀内容:

  (2)金属腐蚀的本质:都是金属原子 失去 电子而被氧化的过程

  (3)金属腐蚀的分类:

  化学腐蚀— 金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀

  电化学腐蚀—这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

  化学腐蚀与电化腐蚀的比较

  析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出

  ①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)

  ②电极反应:负极: Fe – 2e- = Fe2+

  正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑

  总式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑

  吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气

  ①条件:中性或弱酸性溶液

  ②电极反应: 负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+

  正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-

  总式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2

  离子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2

  生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成 Fe(OH)3 , Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3

  Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2

  O3·x H2O(铁锈主要成分)

  规律总结:

  金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:

  电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀

  防腐措施由好到坏的顺序如下:

  外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀

  金属的电化学防护

  1、利用原电池原理进行金属的电化学防护

  (1)、牺牲阳极的阴极保护法

  原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化

  应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备

  负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护

  (2)、外加电流的阴极保护法

  原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀 应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。

  2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金

  3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等

  [基础过关]

  一、原电池工作原理的应用

  1. 关于右图装置的叙述,正确的是(  )

  A.铜是负极,铜片上有气泡产生

  B.铜片质量逐渐减少

  C.电流从锌片经导线流向铜片

  D.氢离子在铜片表面被还原后生成H2

  2. 如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中

  电子流向如图所示,关于该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→Y

  B.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为Fe

  C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应

  D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y

  3. 如图所示装置中,可观察到电流表指针偏转,M棒变粗,N棒变细,由

  此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是  (

  )

  4. 按下图装置实验,若x轴表示流出负极的电子的物质的量,则y轴应表示(  )

  ①c(Ag) ②c(NO3) ③a棒的质量 ④b棒的质量

  ⑤溶液的质量

  A.①③ B.③④ C.①②④ D.②

  二、原电池正极、负极的判断

  5. 对于原电池的电极名称,叙述错误的是

  (  )

  A.发生氧化反应的一极为负极

  B.正极为电子流入的'一极

  C.比较不活泼的金属为负极

  D.电流流出的一极为正极

  6. 在如图所示的装置中,a的金属活动性比氢要强,b为碳棒,关于此装置的各

  种叙述不正确的是  (  )

  A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大

  B.a是正极,b是负极

  C.导线中有电子流动,电子从a极流向b极

  D.a极上发生了氧化反应

  +-

  7. 如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极,

  已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是(  )

  A.Fe比Pb活泼,始终作负极

  B.Fe在浓HNO3中钝化,始终不会溶解

  C.电池停止工作时,烧杯中生成了Fe(NO3)3

  D.利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想

  三、电极反应式的书写

  (  )

  A.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,其负极反应式为Al-3e===Al3 -+8. 原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是

  B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为Al-3e+4OH=

  ==AlO2+2H2O

  C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为Cu-2e===Cu2 -+---

  D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为Cu-2e===Cu2 -+

  9. 锌铜原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是 (

  )

  A.正极反应为Zn-2e===Zn2 -+

  B.电池反应为Zn+Cu2===Zn2+Cu ++

  C.在外电路中,电流从负极流向正极

  D.盐桥中的K移向ZnSO4溶液

  10.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种

  锂电池的总反应方程式为Li+MnO2===LiMnO2,下列说法正确的是

  (  )

  A.Li是正极,电极反应为Li-e===Li

  B.Li是负极,电极反应为Li-e===Li

  C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e===MnO2

  D.Li是负极,电极反应为Li-2e===Li2 -+---+-++

  [能力提升]

  11.由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。

  (1)原电池的负极反应是

  ___________________________________________________,

  正极反应是__________________________________________。

  (2)电流的方向是______________________________________。

  (3)一段时间后,当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时,H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时,共消耗________g 锌,有______个电子通过了导线,原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。

  篇三:高考化学专题:原电池课堂练习

  1.在下图的8个装置中,属于原电池的是哪几个

  3.在如图所示的铜锌原电池中:Zn为负极,Cu

  为正极;负极上发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极上发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu;电子流出的极是Zn极,电子流入的极是Cu极;电流方向由Cu到Zn。盐桥中的盐溶液是KCl溶液,其作用为提供定向移动的阴、阳离子。盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性。该原电池工作一段时间后,两电极的质量将会Zn极减小,Cu极增加。

  3.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸,分别用导线两两连接可以组成原电池。A、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流方向为d→c;a、c相连时,c极产生大量气泡;b、d相连时,d极上发生氧化反应。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是() A  abcd  B  acdb  C  cabd  Dbdca

  4.把a、b、c、d四块金属浸泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连,d上有气泡放出;a、c相连时a极减轻;b、d相连,b为正极。则四种金属的活动顺序为 () A  a>b>c>d B  a>c>b>d C  a>c>d>b D  b>d>c>a

  5如图所示的原电池装置,X、Y为为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图,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→Y

  B  若两电极分别为Zn和碳棒,则X为碳棒,Y为Zn C  若两电极都是金属,则它们的活动性为X>Y D  X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应

  6关于如右图所示装置的叙述,正确的是 ()

  A  铜是阳极,铜片上有气泡产生 B  铜片质量逐渐减少 C  电流从锌片经导线流向铜片 D  氢离子在铜片表面被还原 原电池电化学方程式的书写练习:

  7.原电池反应 X—Y(电解质溶液) 或 X//电解质溶液//Y (1)不可逆电池

  苏打电池:Zn—Cu(H2SO4)

  Zn极(-) Zn–2e-==Zn2+(氧化反应)

  Cu极(+) 2H++2e-==H2↑  (还原反应) 离子方程式  Zn+2H+==H2↑+Zn2+ 化学方程式 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铁碳电池:Fe—C(H2CO3)

  Fe极(-) Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应)

  C极 (+) 2H++2e-==H2↑  (还原反应) 离子方程式  Fe+2H+==H2↑+Fe2+(析氢腐蚀) 铁碳电池:Fe—C(H2O、O2) Fe极(-)(反应)

  C极 (+)  (反应)

  化学方程式  2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (腐蚀)

  铝镍电池:Al—Ni(NaCl溶液、O2)

  Al极(-) 4Al–12e-==4Al3+  (氧化反应)

  Ni极(+)3O2+6H2O+12e-==12OH(还原反应)

  化学方程式  4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3  (海洋灯标电池) 干电池:Zn—MnO2(NH4Cl糊状物) NH4Cl+H2O==NH3·H2O+HClZn极(-) Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应)

  Cu极(+) 2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O  (还原反应) 化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑ (2)可逆电池

  铅蓄电池:Pb—PbO2(浓硫酸)放电

  Pb极(-) Pb+H2SO4–2e-==PbSO4+2H+  (氧化反应)

  PbO2极 (+)PbO2+H2SO4+2H++2e-==PbSO4+2H2O (还原反应) 化学方程式 Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O  Pb—PbO2(浓硫酸)充电

  Pb极(-) PbSO4+2H+–2e-== Pb+H2SO4  (还原反应)

  PbO2极 (+)PbSO4+2H2O+2e-==PbO2+H2SO4+2H+ (氧化反应) 化学方程式 2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4

  (3)高能燃料电池:

  氢氧燃料电池  氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨 做电极材料,负极通入H2,正极通入 O2,总反应为:2H2 + O2 === 2H2O  电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:  1、 电解质是KOH溶液(碱性电解质)  负极: 正极: 总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O

  2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)  负极:正极:总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O 3、电解质是

  NaCl

  溶液(中性电解质)

  负极:  正极:总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O  说明1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、.水溶液中不能出现O2-

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