4-4-1原电池原理及应用人教版选修四.doc

第一节 原电池原理及应用 1．复习重点 1．原电池的电极名称及电极反应式， 2．对几种化学电源的电极反应式的认识和书写， 3．原电池原理的应用。 4．其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。 2．难点聚焦 一、原电池原理 定义：原电池装置是将化学能转变为电能的装置 构成要素 （-）较活泼的金属 （a）电极 （+）较不活泼的金属或非金属 （b）电解质溶液 （c）闭合回路 3、原电池原理： 电子 负极 正极 活泼的一极 （导线） 不活泼的一极 流出电子 流入电子 发生氧化反应 发生还原反应 （1）电极反应Zn-2e=Zn2+ 2H++2e=H2↑ （2）电池总反应Zn+2H+=H2↑+ Zn2+ （3）、微粒流向：外电路：电子：负极 导线 正极 内电路：离子：阳离子向正极移动 小结：原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应，正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转换为电能的装置 3．例题精讲 1．确定金属活动性顺序 例1．（1993年上海高考化学题）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 （ ） A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C 解析：根据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B不易被腐蚀，说明B为正极，金属活动性A＞B。另可比较出金属活动性D＞A，B＞C。故答案为B项。 2．比较反应速率 例2．（2000年北京春季高考化学题）100mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 （ ） A．加入适量的6mol·L-1的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液 C．加入适量蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液 解析：向溶液中再加入盐酸，H+的物质的量增加，生成H2的总量也增加，A错。加入氯化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，生成H2的总量决定于盐酸的量，故B正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中H+浓度的下降，反应速率变慢，故C、D都不正确。本题答案为B项。 3．书写电极反应式、总反应式 例3．（2000年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐 混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式： 阳极反应式：2CO+2CO32--4e-== 4CO2 阴极反应式：_________________， 电池总反应式：_______________。 解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O2为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O2==2CO2。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O2+2CO2+4e-== 2CO32- 。 4．分析电极反应 例4．（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是： (1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2 根 A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 　 B．电池放电时，镍元素被氧化 C．电池充电时，氢元素被还原　　　　　　　　　 D．电池放电时，H2是负极 解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式：H2+2OH--2e- == 2H2O，H2为负极，附近的pH应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0价，被还原。故答案为C、D项。 例5．（2000年全国高考理综题）钢铁 发生电化学腐蚀时,负极发生的反应（ ） A．2H++2e-==H2 B．2H2O+O2+4e-== 4OH- C．Fe-2e-==Fe2+ D．4OH-+4e-==2H2O+O2 解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶