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《原電池專(zhuān)題(競(jìng)賽輔導(dǎo))》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、2015屆高一化學(xué)競(jìng)賽輔導(dǎo)講義原電池專(zhuān)題一、原電池1、定義:將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置?!纠?】判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池,若能請(qǐng)寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式,并描述現(xiàn)象ZnZniuIfW8a酒精②Fe-2e=Fe2+(質(zhì)量減少,稀h2so4①④負(fù)極:正極:Cu2++2e=Cu(質(zhì)量增加,變粗)正極:ZnS04CuS04③變細(xì))⑤負(fù)極:CuS04④稀鹽酸⑤總反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2++Cu(溶液由藍(lán)色變成淺綠色)Zn-2e=Zn2+(變細(xì))2H++2e=H2t(產(chǎn)生氣泡)總反應(yīng):Zn+2H+=Zn2++H2T2、構(gòu)成原電池的條件(1)
2、形成閉合回路(2)活潑性不同的兩個(gè)電極(金屬與金屬或金屬與非金屬)(3)具有電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)3、原電池的工作原理CuSOd正極Cu2++2e=Cu【思考】判斷下列裝置,能否構(gòu)成原電池?請(qǐng)寫(xiě)出每套裝置發(fā)生的反應(yīng)裝置①:負(fù)極Zn-2e=Zn2+總反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2++Cu裝置②:同上【說(shuō)明】裝置②的優(yōu)點(diǎn)是:能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流裝置②屮鹽橋(通常是裝有飽和的KC1溶液或KNO3等和瓊脂制成的膠凍)的作用:溝通內(nèi)電路;屮和電荷,使溶液保持電屮性4、原電池的兩極負(fù)極:活潑性較強(qiáng)的金屬,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)正極:活潑性較弱的金屬
3、或非金屬,得電子,發(fā)生還原反應(yīng)5、原電池正負(fù)極的判斷方法:(1)根據(jù)電極材料判斷:相對(duì)活潑的電極作負(fù)極,相對(duì)不活潑的電極作正極(2)根據(jù)電子和電流流動(dòng)方向來(lái)判斷:電子由負(fù)極經(jīng)外電路到正極(注意:溶液中無(wú)電子),電流由正極經(jīng)外電路到負(fù)極(3)根據(jù)電解質(zhì)溶液中的陰陽(yáng)離子遷移方向判斷:陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極(4)根據(jù)電極反應(yīng)類(lèi)型判斷:負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)(5)根據(jù)現(xiàn)象判斷:負(fù)極質(zhì)量減少,變細(xì);正極質(zhì)量增加,或有氣泡產(chǎn)生二、原電池的設(shè)計(jì)【例1】請(qǐng)根據(jù):Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl3設(shè)計(jì)原電池,并畫(huà)出裝置圖
4、,寫(xiě)出電極反應(yīng)式負(fù)極:Cu-2e=Cu2+正極:2Fe3++2e'=2FePeCl3【例2】依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag++Cu=Cu2++2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所丞⑴電極X的材料是一Cu;電解質(zhì)溶液Y是AgNO^;(2)銀電極為正極,電極反應(yīng)為2A/+2&二2Ag;X電極上的電極反應(yīng)為Cu-2e=Cu2+;(X)鹽橋(Y)(CuS04溶液)(銀)(1)Mg—Al—HC1溶液負(fù)極(Mg):Mg-2e'=Mg2+正極(Al):2H++2e=H2T總反應(yīng):Mg+2H+=Mg2++H2T(3)Fe—Cu—稀硝酸負(fù)極(Fe):Fe-3e=Fe3
5、+⑶外電路屮的電子是從銅電極流向銀電極。三、原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)【例1】請(qǐng)指出下列原電池的正負(fù)極,并寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式(2)Mg—Al—NaOH溶液負(fù)極(Al):2Al-6e+8OH=2A1O2+4H2O正極(Mg):6H2O-6e=3H2+6OH*總反應(yīng):2A1+2OH+2H2O二2A10“3H2f⑷Fe—Cu—濃硝酸負(fù)極:Cu-2e-=Cu2+正極(Cu):4H++NO3+3e=NOT+2H2O正極:4Lf+2NO3「+2e-=2NO2T+2H2O總反應(yīng):Fe+4H*+NO3工Fe齢+NOT+2H2O總反應(yīng):Cu+4H+
6、+2NO3=Cu2++NO2T+2H2O【總結(jié)】電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法及注意事項(xiàng):(1)一定要切記:負(fù)極失電子,不能把正負(fù)極得失電子弄顛倒了!(2)注意遵循質(zhì)量守恒、電荷守恒、得失電子守恒(若只寫(xiě)某一極吋,電子可以不守恒)(3)注意遵循大量共存原理:①正極的產(chǎn)物、負(fù)極的產(chǎn)物及總反應(yīng)的產(chǎn)物與電解質(zhì)一定要大量共存。②堿性溶液中:反應(yīng)物、生成物中無(wú)」il,酸性溶液中:反應(yīng)物、生成物中均無(wú)_0H(4)溶液屮不存在一,只有在固體電解質(zhì)屮才會(huì)有0匕酸性溶液中:一與」J+結(jié)合成_H2Q;堿性或中性溶液中:Q2一與H?0結(jié)合成0H-;(5)加減法:“
7、正極”+“負(fù)極~“總反應(yīng)”(注意:相加前,正負(fù)極的電子要守恒)“總反應(yīng)的離子方程式”一“較簡(jiǎn)單的一極電極反應(yīng)式”二“另一極電極反應(yīng)式”四、原電池的應(yīng)用1、制造化學(xué)電源2、加快氧化還原反應(yīng)的速率,如實(shí)驗(yàn)室制氫氣粗鋅+稀硫酸或鋅+稀硫酸+少量硫酸銅3、比較金屬的活潑性:通常原電池負(fù)極金屬的活潑性大于正極金屬的活潑性4、防止金屬被腐蝕:被防護(hù)的金屬作為原電池的正極—犧牲陽(yáng)(負(fù))極的陰(正)極保護(hù)法一、選擇題1.原電池發(fā)生的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng),下列在理論上可設(shè)計(jì)成原電池的化學(xué)反應(yīng)是A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH>0B
8、.Ba(OH)2-8H2O(s)+2NH4C13=BaCb(aq)+2NH3H2O(1)+8H2O(1)AH>0C.CaC2(s)+2H2O(l)―Ca(OH)2(s)+C2H2(g)AH<0D.CH4(g)+202(g)—CO2(g