原电池原理及其应用范例.doc

【基础知识精讲】 以铜锌原电池为例，理解原电池的工作原理：负极发生氧化反应，正极发生还原反应.紧抓这个基本原理去解决各种类型的原电池问题. 【重点难点解析】 重点：①原电池原理； ②金属的腐蚀原理与防护. 难点：金属的电化学腐蚀与防护. 1.正确判定原电池 2.原电池正极和负极的确定 (1)由两极的相对活泼性确定. (2)由电极现象确定.通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，此为原电池的负极；若原电池中某一电极上有气体生成，电极的质量不断增加或不变，该电极发生还原反应，此为原电池的正极. 3.原电池工作原理：以Cu-Zn原电池为例. 负极(锌板)：Zn-2e=Zn2+被氧化，锌板不断溶解； 正极(铜板)：2H+2e=H2↑被还原，表面置出气泡. 电子流动方向：负极(Zn)经导线正极(Cu). Cu-Zn原电池发生的总反应跟锌和酸的反应是一致的，但电子却经外接导线发生迁移，形成持续的电流，使化学能转化为电能. 构成原电池的反应必须能自发地进行氧化还原反应.从理论上讲，任何一个氧化还原反应都可设计成原电池，只不过要求氧化反应和还原反应必须在两极上分别进行，使与两极连接的导线里，产生持续电流. 【难题巧解点拨】 例1：把a,b,c,d4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，d上产生大量气泡；a，c相连时，电流由c经导线流向a；b、d相连时，电子由d经导线流向b，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为( ) A.a＞b＞c＞d B.a＞c＞d＞b C.c ＞a＞b＞d D.b＞d＞c＞a 分析：根据原电池原理，较活泼的金属为负极，被氧化溶解；相对不活泼的金属为正极，冒气泡或析出金属.电子由负极经外电路流向正极，电流方向与电子方向相反等进行推断可得： a＞c＞d＞b 答案为B. 例2 下列装置能够组成原电池，产生电流的是( ) 分析：根据构成原电池的条件必须同时满足：(1)要有活泼性不同的两个电极.(2)要有电解质溶液.(3)要有导线，能形成闭合回路. 用此条件进行判断：在A中两个电极的金属相同，不符合条件，在(D)中没有电解质溶液，乙醇是非电解质.故只有B、C符合条件 答案：BC 例3：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为： 2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+2H2O 此电池放电时，负极上发生反应的物质是( ) A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 分析：根据原电池工作原理，负极上发生氧化反应.元素化合价会升高，所以在放电过程中被氧化的是Zn，即Zn为负极. 答案:为D 【命题趋势分析】 常考知识点： 1.原电池的概念、工作原理 2.电极反应和电池反应 3.原电池原理的应用 4.结合物理的电学、工农业生产. 【典型热点考题】 1.将锌片和铜片用导线连接置于同一稀H2SO4溶液中，下列各叙述正确的是( ) A.正极附近浓度逐渐增大 B.负极附近的浓度逐渐减小 C.负极附近的浓度逐渐增大 D.正负极附近的浓度基本不变 本题参考答案：D 2.锌与100ml1mol·L-1盐酸反应的实验中，若设想向溶液中加入少量的①醋酸钠，或②溴化铜，或③醋酸铜(均为可溶性)，并测定生成H2的速率(ml·min-1)，预计三种方案的速率大小是( ) A.①＞③＞② B.③＞②＞① C.②＞③＞① D.①＞②＞③ 本题参考答案：C 3.如下图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡.小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液. (1)片刻后可观察到的现象是( ) A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.保持平衡状态不变 C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜 (2)产生上述现象的原因是 . 本题参考答案：(1)D (2)加CuSO4溶液后，构成Fe-Ag原电池，Fe溶解、减轻，Cu2+在银圈上得电子，沉积在其上，增重. 4.如图所示，在大试管里放入一段光亮无锈的弯成螺旋状的铁丝，把试管倒插入水中，把这个装置这样放置约一周后，观察到铁丝发生的变化是 ，原因是 .试管里的水面会上升，最终上升高约为 ，原因是 . 本题参考答案：铁丝表面形成一片红褐色铁锈；发生吸氧腐蚀；试管体积的；铁和氧气反应，时间足够时铁消耗空气中全部O2，在空气中O2约占总体积的. 5.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为负极燃气，空气与C