2016年高考化学一轮复习 课时22 原电池及其应用考点过关.doc

课时22 原电池及其应用 夯实基础　考点过关 原电池的工作原理 【基础梳理】 原电池原理 电极反应 负极(锌片):Zn-2e-Zn2+ 正极(铜片):2H++2e-H2↑ 总反应式:Zn+2H+Zn2++H2↑ 离子迁移方向 阳离子向　　极移动，阴离子向　　极移动 电子流向与电流流向 电子由　　极流出经导线流向　　极 电流由　　极流出经导线流向　　极 导线中是电子导电，溶液中是离子导电 微课1　盐桥的作用 1. 盐桥及其作用 (1)盐桥:盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 (2)盐桥的作用:①连接内电路，形成闭合回路;②平衡电荷，使原电池不断产生电流;③使能量利用转化更高效。 2. 单池原电池和盐桥原电池的对比 比较图1和图2两装置:电极、电极反应、总反应、反应现象都相同。 不同点:图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2+，会有一部分Zn与Cu2+直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。 图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2+不直接接触，不存在Zn与Cu2+直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。 【典型例题】 一、 原电池的工作原理 某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。下列叙述不正确的是 (　　) A. a、b不连接时，只有锌片上有气泡逸出 B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为2H++2e-H2↑ C. a和b是否用导线连接，装置中所涉及的化学反应都相同 D. a和b用导线连接或接直流电源，锌片都能溶解 [答案]　D [解析]　a、b不连接时，锌置换出氢气，所以锌片上有气泡逸出;a和b用导线连接时，构成原电池，负极锌失去电子溶解，正极铜片上发生还原反应:2H++2e–H2↑;a和b是否用导线连接，装置中所涉及的化学反应都是锌置换出H2;若a直接与外电源的负极相连时，锌片被保护。 某小组为研究原电池原理，设计如下图装置，下列叙述正确的是 (　　) A. 装置Ⅰ，铜片上有O2逸出 B. 装置Ⅰ，锌片溶解，发生还原反应 C. 装置Ⅱ，电池反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu D. 装置Ⅱ，外电路中，电子从铜电极流向锌电极 [答案]　C [解析]　装置Ⅰ是原电池，Zn为负极，发生氧化反应，铜为正极，铜片上有氢气逸出，无氧气逸出，所以A、B项错误;装置Ⅱ也是原电池，Zn为负极，锌片溶解，生成锌离子发生氧化反应，铜为正极，Cu2++2e-Cu，装置Ⅱ外电路中，电子从锌电极流向铜电极。 二、 原电池的设计 化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。 (1)能量之间可以相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料:ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq);铜片，铁片，锌片和导线。 ①完成原电池的甲装置示意图(见右图)，并作相应标注。 要求:在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。 ②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极　 　　　。 ③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是　　　　，其原因是　 　。 (2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选　　　　作阳极。 [答案]　(1)① 　②电极逐渐溶解 ③甲　甲可以避免Zn与Cu2+的接触，提高电池效率，提供稳定电流。而乙中的活泼金属还可以与CuSO4溶液发生置换反应，部分能量转化为热能 (2)Zn [解析]　①带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或铁铜原电池、锌铁原电池)，由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属性较强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液);②金属活动性:ZnFeCu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后，负极金属逐渐溶解;③甲、乙两种原电池都能将化学能转化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能;而原电池乙中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不能全部转化为电能。 控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是 (　　) A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反