2017届高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第2节 原电池 化学电源课件

解析： 选 D 外电路电子流向为 X→ 外电路→Y，电流方向与其相反；X 极失 电子，作负极，Y 极发生的是还原反应， X 极发生的是氧化反应；若两电极分别 为铁和碳棒，则 Y 为碳棒，X 为铁。
3．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述 中正确的是( )
A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极 B．电极Ⅱ的电极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu
(3)将(1)中的 CuSO4 溶液改成 CH3COONa 溶液， 其他条件不变，则图像是________。
解析：(1)a 中加入 CuSO4，消耗一 部分 Zn，Cu、Zn 形成原电池，反应速 率加快，所以 a 放出 H2 的量减少，但速 率加快。(2)a 中加入 CuSO4 消耗 Zn，但 不影响产生 H2 的量 ，速率也加快。 (3)CH3COONa 与 H2SO4 反应后生成弱 酸 CH3COOH， 从而减慢反应速率， 但产 生 H2 的量没发生变化。
3．工作原理 如图是 CuZn 原电池，请填空：
(1)反应原理： 电极 负极 正极 名称 电极 锌片 铜片 材料 电极 － ＋ ＋ － Zn－2e ===Zn2 Cu2 ＋2e ===Cu 反应 反应 氧化 反应 还原 反应 类型
(2)原电池中的三个方向： ①电子方向：从 负 极流出沿导线流入 正 极； ②电流方向：从 正 极沿导线流向 负 极； ③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向 负 极迁移，阳离子向_____ 正 极迁移。 _____ (3)两种装置的比较： ＋ 装置Ⅰ中还原剂 Zn 与氧化剂 Cu2 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。
2． M、 N、 P、 E 四种金属， 已知： ①M＋N2 ===N ＋M2＋；②M、P 用导线连接放入 NaHSO4 溶液中，M 表面有大量气泡逸出；③N、E 用导线连接放入 E 的 硫酸盐溶液中，电极反应为 E2＋＋2e－===E，N－2e－ ===N2 ＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是 ( ) A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N
(5)Mg 比 Al 活泼，二者形成原电池时，一定是 Mg 做负极。( ) (6)电子流出的极是原电池的正极。( ) (7)原电池中，阳离子向负极移动。( ) (8)Al 比 Cu 活泼，二者形成原电池时，一定是 Al 做负极。( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电 镀液 D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
解析：选 C A、B 项都是原电池原 理，更易腐蚀；铁制品上镀铜，阳极应 为铜，C 错误；D 项是牺牲阳极的阴极 保护法。
6.利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
(1)若 X 为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关 K 应置 于______处。 (2)若 X 为锌，开关 K 置于 M 处，该电化学防护 法称为________________。
相同的阳离子，这样可减少离子极化作用，便于电子 和离子的移动，如在 CuZn 构成的原电池中，负极 Zn 浸泡在含有 Zn2＋的电解质溶液中， 而正极 Cu 浸泡 在含有 Cu2＋的电解质溶液中。 实例：根据 Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag 设计电池：
第2节
原电池
化学电源
[高考导航] 1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和 电池反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
1．概念 把 化学能 转化为 电能 的装置。 2．构成条件 (1) 有两个 活泼性不同 的电极 ( 常见为金属 或石墨)。 (2)将电极插入 电解质溶液 中。 (3) 两电极间构成 闭合回路 ( 两电极接触或 用导线连接)。 (4)能自发发生氧化还原反应。
(
角度一 原电池工作原理 1．在如图所示的 8 个装置中，属于原电池的是 )
A．①④ C．④⑧
B．③④⑤ D．②④⑥⑦
解析：选 D 根据原电池的构成条件可知：①中 只有一个电极，③中两电极材料相同，⑤中酒精不是 电解质， ⑧ 中两电极材料相同且无闭合回路，故 ①③⑤⑧不符合形成原电池的条件，均不能构成原电 池。
答案：(1)A (2)B (3)C
应用 3 用于金属的防护 使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保 护。例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可 用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 [对点练] 5．下列关于电化学的叙述错误的是( ) A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
解析：选 D A 中加入 NaOH 溶液，消耗盐酸， 氢气的生成量会减少，错误；B 中加入 CH3COO－会 结合 H＋，生成醋酸，减慢反应速率，错误；C 中加 入 NH4HSO4 固体，增加了 H＋的量，生成的氢气会增 多，错误；D 中加入少量 CuSO4 溶液，Zn 置换出少 量 Cu 附着在锌表面， 形成原电池可以加快反应速率， 并且没有影响氢气的生成量，正确。
5．(2013· 江苏高考)MgH2O2 电池可用于驱动无 人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意 图如图所示。 该电池工作时， 下列说法正确的是( )
Hale Waihona Puke A．Mg 电极是该电池的正极 B．H2O2 在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的 pH 增大 D．溶液中 Cl－向正极移动
解析： 选 C 根据题意可知电池的总反应为： Mg ＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。Mg 电极是该电池的 负极，A 错误；H2O2 在正极发生还原反应，B 错误； 石墨电极的电极反应式为 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O， 由于水电离出的 H＋不断被消耗，所以该电极附近溶 液的 pH 增大，C 正确；在原电池中，阴离子向负极 移动，D 错误。
2.如图，在盛有稀 H2SO4 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．若两电极分别为铁和碳棒，则 X 为碳棒，Y 为铁
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，则它们的活动性强弱为 X＞Y
解析：选 B 金属与稀 H2SO4 溶液组成原电池， 活泼金属失去电子发生氧化反应，作负极，较不活泼 的金属作正极。H＋在正极电极表面得到电子生成 H2， 电子运动方向由负极→正极，电流方向则由正极→负 极。在题述原电池中，A―→B 原电池，A 为负极； C―→D 原电池，C 为负极；A―→C 原电池，A 为负 极； B―→D 原电池， D 为负极； E 先析出， E 不活泼。 综上可知，金属活动性：A>C>D>B>E。
＋
角度二 原电池正、负极的判断 4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论 正确的是( )
A．①②中 Mg 作负极，③④中 Fe 作负极 B．②中 Mg 作正极，电极反应式为 6H2O＋6e－ ===6OH－＋3H2↑ C． ③中 Fe 作负极， 电极反应式为 Fe－2e－===Fe2 ＋ D．④中 Cu 作正极，电极反应式为 2H＋＋2e－ ===H2↑
C ．该原电池的总反应为 2Fe3 ＋ ＋ Cu===Cu2 ＋ ＋ 2Fe2＋ D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递 电子
解 析 ： 选 C 该 原 电 池 的 总 反 应 为 2Fe3 ＋ Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。电极Ⅰ上发生还原反应，作原电 ＋ － ＋ 池的正极，电极反应式为 2Fe3 ＋2e ===2Fe2 ，电极 Ⅱ为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为 Cu － ＋ －2e ===Cu2 。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用 是传递离子。
4．选择合适的图像：
(1)将等质量的两份锌粉 a、b 分别加入过量的稀 硫酸中，同时向 a 中加入少量的 CuSO4 溶液，产生 H2 的体积 V(L)与时间 t (min)的关系是________。 (2)将过量的两份锌粉 a、b 分别加入定量的稀硫 酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4 溶液，产生 H2 的 体积 V(L)与时间 t(min)的关系是________。
[对点练] 1．有 A、B、C、D、E 五块金属片，进行如下 实验：①A、B 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶 液中，A 极为负极；②C、D 用导线相连后，同时浸 入稀 H2SO4 溶液中，电流由 D→导线→C；③A、C 相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，C 极产生大量气 泡；④B、D 相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，D 极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含 B 离子和 E 离子的溶液，E 先析出。据此，判断五种金属的活动 性顺序是 ( ) A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>E C．C>A>B>D>E D．B>D>C>A>E
解析：选 B ②中 Mg 不与 NaOH 溶液反应，而 Al 能和 NaOH 溶液反应失去电子作负极；③中 Fe 在 浓 HNO3 中钝化， Cu 和浓 HNO3 反应失去电子作负极， 则 Fe 作正极，A、C 错误；②中电池总反应为 2Al＋ 2NaOH ＋ 2H2O===2NaAlO2 ＋ 3H2↑ ，负极反应式为 2Al＋8OH－－6e－===2AlO－ 2 ＋4H2O，二者相减得到正 极反应式为 6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B 正确； － ④ 中 Cu 是正极，电极反应式为 O2 ＋ 2H2O ＋ 4e ===4OH－，D 错误。
解析：铁被保护，可以是做原电池的正极，或者 电解池的阴极。故若 X 为碳棒，开关 K 应置于 N 处， Fe 做阴极受到保护；若 X 为锌，开关 K 置于 M 处， 铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。
答案：(1)N (2)牺牲阳极的阴极保护法
应用 4 设计原电池 (1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。 (2)正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出 正、 负极材料， 一般选择活泼性较强的金属作为负极； 活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为 正极。 (3)电解质溶液的选择： 电解质溶液一般要能够与 负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能 与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。但如果氧 化反应和还原反应分别在两个容器中进行 (中间连接 盐桥)，则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料