高三化学原电池复习学案2

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高三化学原电池复习学案2

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高三化学原电池复习学案2
【学习目标】
1.理解原电池原理;了解金属的电化学腐蚀。
2.了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池。
【学习重点】原电池原理
【学习内容】
1.原电池的化学原理
原电池是__________________________________________________的装置。
根据原电池两极的活泼性不同,将原电池两极分为__________和__________。
正极:通常是活泼性较      的金属或非金属导体,电子流      (填“出”或“入”)
的一极,电极上发生________(填“氧化”或“还原”反应)。
负极:通常是活泼性较     的金属,电子流       (填“出”或“入”)的一极,
电极被______(填“氧化”或“还原”),电极发生______反应(填“氧化”或“还原”)。
【例题1-1】下列关于原电池的叙述中正确的是 (   )
A.原电池能将化学能转变为电能
B.原电池负极发生的电极反应是还原反应
C.原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极
《原电池》复习课学案D.原电池的电极只能由两种不同的金属构成
【巩固题1-1】在如图所示的装置中,a的金属性比氢要强,
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,电流从a极到b极
D.a极上发生了氧化反应
【巩固题1-2】碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:
  Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
    下列说法错误的是(   )
    A.电池工作时,锌失去电子
    B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
 
2.原电池的形成条件
   (1)活泼性不同的电极材料(金属与金属或金属与非金属导体)
   (2)电解质溶液
   (3)构成闭合电路(用导线连接或直接接触)
【例题2-1】下列装置属于原电池的是
《原电池》复习课学案《原电池》复习课学案《原电池》复习课学案
【巩固题2-1】下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4,在Cu电极上产生大量气泡的是(   )
     《原电池》复习课学案
3.原电池原理的应用
(1)加快化学反应速率
(2)判断原子池中两电极的活泼性
    (3)防止金属的腐蚀
    (4)制成各种化学电源
【例题3-1】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可组成几个原电池。若a、b 相连时a为负极;c、d相连时电流由d到c;a、c相连时c极上产生大量气泡;b、d相连时b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱为(  )
A.a>b>c>d     B.a>c>d>b     C.c>a>b>d     D.b>d>c>a
【巩固题3-1】锌和足量的稀HCl反应时,加入少量CuSO4固体,下列叙述正确的是
A.反应速率减慢,产生H2的量不变  B.反应速率加快,产生H2的量不变
C.反应速率不变,产生H2的量增加  D.反应速率加快,产生H2的量减少
【巩固题3-2】银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成了硫化银。有人设计用原电池的原理进行“抛光”,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银恢复光泽,且不会损失。试回答:
⑴食盐的作用是              。
⑵在此原电池反应中,负极发生的电极反应为                     ,正极发生的电极反应为                      。
⑶反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体,溶液中发生的反应为                   ,原电池总反应方程式为                            。
(⑴作电解质起导电作用;⑵;;
4.金属的腐蚀
   金属的腐蚀指金属或合金周围接触到气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
【钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀】
析氢腐蚀:负极:                正极:                
            电解质溶液:                                 
     负极反应:                     正极反应:                       
吸氧腐蚀:负极:                正极:                
            电解质溶液:                                 
负极反应:                      正极反应:                         
进而发生的反应:                                     
【例题4-1】埋在地下的输油铸铁管道,在下列各种情况下,被腐蚀速度最慢的是(   )
A.在含铁元素较多的酸性土壤中
B.在潮湿疏松透气的土壤中
C.在干燥致密不透气的土壤中
D.在含碳粒较多,潮湿透气的土壤中
【巩固题4-1】下图容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是(   )
        《原电池》复习课学案
A.4>2>1>3                    B.2>1>3>4
C.4>2>3>1                    D.3>2>4>1      
5.常见的化学电源
(1)普通锌锰电池——干电池
负极(锌筒):                     正极(石墨):                      
电池总反应式为:Zn + 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3 + H2
(2)铅蓄电池(可充电电池)
负极:                     
放电
 
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- ====== PbSO4 + 2H2O
充电
 
电池总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 《原电池》复习课学案  2PbSO4 + 2H2O
(3)银锌电池(钮扣电池)
负极:                             正极:Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-
电池总反应式为:Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO
(4)锂电池(有多种)如笔记本电脑的电池
(5)海水电池
    1991年,我国首创以铝-空气-海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯。
    负极:4Al-12e-= 4Al3+        正极:3O2 + 6H2O+12e-=12OH-
电池总反应式为:                                 
(6)燃料电池(如氢氧燃料电池)
电池总反应式为:2H2 + O2 = 2H2O
KOH溶液为电解液:负极:                      正极:                   
H2SO4溶液为电解液:负极:                      正极:                    
【例题5-1】铅蓄电池效率低,污染大,现在研究用碱性电池代替它,其原料为锌,空气和电解质溶液,电池反应为2Zn+O2=2ZnO,则下列叙述正确的是(   )()
A.电子经外电路流向锌极                   B.正极上发生氧化反应
C.负极电极反应:Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O   D.电池工作时,溶液的pH降低
【例题5-2】航天技术中使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。2H2+O2=2H2O,酸式氢-氧燃料电池的电解质是酸,其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+,则其正极反应可表示为                       ;碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应可表示为2H2O + O2 + 4e-= 4OH-,则其负极反应可表示为                。
【巩固题5-1】将铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可
产生电流,此装置称为甲烷燃料电池。下列叙述中正确的是(   )
①通入CH4的电极为正极;②正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
③通入CH4的电极反应式为:CH4+2O2+4e-=CO2+2H2O;
④负极的电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动;⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。
A.①③⑤         B.②④⑥        C.④⑤⑥           D.①②③
 
 
一、构成原电池的条件
    1.要有活动性不同的两个______(一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物);
2.要有__________溶液;
3.构成_______________。
4.判断原电池电极的方法
方法一:根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→_____;得电子的反应→还原反应→______。
方法二:电子方向或电流方向
    方法三:根据电极材料的性质确定。通常是
    (1)对于金属——金属电极,活泼金属是________,不活泼金属是_______;
    (2)对于金属——非金属电极,金属是_____,非金属是_______,如干电池等;
(3)对于金属——化合物电极,金属是_____,化合物是________。
5.书写电极反应    原电池电极反应式的书写注意事项:
(1)负氧正还。
(2)要注意溶液的酸碱性,适当的在电极方程式两边添加H+、OH—、H2O,遵循电荷守恒和质量守恒。
(3)要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。
   6.设计简单的原电池
例五、Cu  + 2FeCI3  == 2FeCI2  +  CuCI2
材料:_______________________________________________________.
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                      负极:________,电极反应:__________________.
                      正极:________,电极反应:__________________.
  
                      总离子反应式:___________________________.
 
7.原电池原理的应用
例六、实验室制氢气,最好的方法是  (    )
 A.纯锌与稀硫酸反应      B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应      D.粗锌(含铝、铜杂质)与稀硫酸反应
应用一: 加快氧化还原反应的       。
例七、把a、b、c、d四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,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,b上有大量气泡产生,则这四种金属的活动性顺序由强到弱为:_________________。
应用二: 比较金属的        。
三、金属的腐蚀
    1. 金属腐蚀的实质:金属原子失去电子被______而消耗的过程。
2. 金属腐蚀分为___________和_____________。
3. 化学腐蚀和电化学腐蚀对比
 
化学腐蚀
电化腐蚀
条件
金属跟非金属单质
直接接触
不纯金属或合金
跟电解质溶液接触
区别
 
 
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生,_____________更普遍
    4.电化学腐蚀的常见类型
    (1)析氢腐蚀  在酸性条件下,正极反应式:__________________。
(2)吸氧腐蚀  在极弱酸或中性条件下,正极反应式:_________________________。
若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应,则形成吸氧腐蚀的原电池反应。如生铁浸入食盐水中,会形成许多微小的原电池。
例八、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验,数天后
《原电池》复习课学案
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(1)上述两装置中铁钉发生变化的共性是:______________________
(2)图一说明原溶液呈_______________,铁钉发生_________腐蚀,
电极反应为:负极:_______________ ; 正极:___________________                                                                  
(3)图二说明原溶液呈____________,铁钉发生________腐蚀,
电极反应为:负极: ______________; 正极:________________。
5.金属防护的几种重要方法
     ①改变金属内部的组织结构,制成合金。     ②在金属表面覆盖保护层。
     ③电化学保护法。(牺牲阳极的阴极保护法)
例九、下图烧杯中盛有稀硫酸,则三烧杯中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是                      。
《原电池》复习课学案
 
 

            Fe            Sn      Fe                 Zn        Fe
 
        (1)                (2)                          (3)
6.在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢可用下列原则判断:______________>化学腐蚀>有________措施的腐蚀。
 
 

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