原电池原理及其应用

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【基础知识精讲】

装詈特点:化学能转化趟能

严两个活泼性不同的电极 形成条件彳②电解质涪液 〔0)形成闭合回路

先色沿寻绞悔必育电矗产韭

加 Se-Zn^T I

SW.反网」匝

K

析氢

腐、蚀

L 吸氧腐蚀

「斑变金属的內部组织结构

②在金属裹面霍盖保护层

I ③电化学保护法

以铜锌原电池为例,理解原电池的工作原理:负极发生氧化反应,正极发生还原反应 紧抓这个基本原理去解决各种类型的原电池问题

^

【重点难点解析】

重点:①原电池原理;

②金属的腐蚀原理与防护•

难点:金属的电化学腐蚀与防护•

1. 正确判定原电池

2. 原电池正极和负极的确定 (1) 由两极的相对活泼性确定•

(2) 由电极现象确定.通常情况下,在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少,

电极发生氧化反应, 此为原电池的负极; 若原电池中某一电极上有气体生成, 电极的质量不

断增加或不变,该电极发生还原反应,此为原电池的正极

3. 原电池工作原理:以 Cu-Zn 原电池为例.

学科:化学

教学内容:原电池原理及其应用

r 金属腐蚀

L 化学腐蚀

电化腐蚀

匕钢铁腐蚀

'主曼应用〈

I 防护方法T

厂沪2e-Hj

A

ti rJ i

负极(锌板):Zn-2e=Zn 2+

被氧化,锌板不断溶解; 正极(铜板):2H+2e=Hf 被还原,表面置出气泡. 电子流动方向:负极(Zn )经导线正极(Cu ).

Cu-Zn 原电池发生的总反应跟锌和酸的反应是一致的,但电子却经外接导线发生迁移, 形成持续

的电流,使化学能转化为电能

构成原电池的反应必须能自发地进行氧化还原反应 •从理论上讲,任何一个氧化还原反

应都可设计成原电池, 只不过要求氧化反应和还原反应必须在两极上分别进行,

使与两极连

接的导线里,产生持续电流 • 【难题巧解点拨】

例1 :把a,b,c,d4 块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池 .若a,b 相连时, a 为负极;c,d 相连时,d 上产生大量气泡;a ,c 相连时,电流由c 经导线流向a ; b 、d 相 连时,电子由d 经导线流向b ,则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为 ()

A.a > b > c >d

B.a > c > d > b

C.c >a > b > d

D.b > d > c > a

分析:根据原电池原理,较活泼的金属为负极,被氧化溶解;

相对不活泼的金属为

正极,冒气泡或析出金属•电子由负极经外电路流向正极,电流方向与电子方向相反等进行

分析:根据构成原电池的条件必须同时满足: (1)要有活泼性不同的两个电极 .(2)要

电解质溶液.(3)要有导线,能形成闭合回路•

用此条件进行判断:在 A 中两个电极的金属相同,不符合条件,在 (D )中没有电解质溶

液,乙醇是非电解质.故只有B C 符合条件

答案:BC

例3:银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可表示为:

2Ag+Z n(

0H)2 三

Ag 2O+Zn+2HO

此电池放电时,

负极上发生反应的物质是

()

A.Ag

B.Z n(0H)2

C.Ag 2O

D.Z n

分析:根据原电池工作原理,负极上发生氧化反应 .元素化合价会升高,所以在放电过

程中被氧化的是 Zn,即Zn 为负极.

答案:为D

【命题趋势分析】

常考知识点:

1. 原电池的概念、工作原理

2. 电极反应和电池反应

乙醉

E

A

山嵐礙液

C

3.原电池原理的应用

4.结合物理的电学、工农业生产

【典型热点考题】

1•将锌片和铜片用导线连接置于同一稀HaSQ溶液中,下列各叙述正确的是()

A.正极附近so4「浓度逐渐增大

B.负极附近so4「的浓度逐渐减小

C.负极附近so4_的浓度逐渐增大

D.正负极附近so4--的浓度基本不变

本题参考答案:D

2.锌与lOOmllmol • L-1盐酸反应的实验中,若设想向溶液中加入少量的①醋酸钠,或②

溴化铜,或③醋酸铜(均为可溶性),并测定生成Hb的速率(ml • min-1),预计三种方案的速率大小是()

A.①'③〉②

B.③'②〉①

C.②'③〉①

D.

①、②〉③

本题参考答案:C

3.如下图所示的装置,在盛有水的烧杯中,铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平

衡•小心地从烧杯中央滴入CuSO溶液.

(1)片刻后可观察到的现象是()

A.铁圈和银圈左右摇摆不定

B.保持平衡状态不变

C.铁圈向下倾斜

D.银圈向下倾斜

(2)__________________________________________________________________ 产生上述现象的原因是___________________________________________________________________ .

.,

2

+

本题参考答案:(1)D (2)加CuSO溶液后,构成Fe-Ag原电池,Fe溶解、减轻,Cu

在银圈上得电子,沉积在其上,增重.

4.如图所示,在大试管里放入一段光亮无锈的弯成螺旋状的铁丝,把试管倒插入水中,

把这个装置这样放置约一周后,观察到铁丝发生的变化是_________________________________ ,原

因是__________________________ .试管里的水面会上升,最终上升高约为原因是

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