2019-2020年高中化學 第四章 第一節(jié) 原電池學案 新人教版選修4.doc
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2019-2020年高中化學 第四章 第一節(jié) 原電池學案 新人教版選修4 1.了解原電池的工作原理?!?.能正確書寫電極反應式和電池反應方程式?!?.能設計簡單的原電池。 知識點一 原電池工作原理 閱讀教材P71~P72,思考并填空。 1.原電池 (1)概念:將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 (2)實質(zhì):自發(fā)進行氧化還原反應,把化學能轉(zhuǎn)化為電能。 2.原電池工作原理(以鋅銅原電池為例) 裝置 示意圖 現(xiàn)象 鋅片逐漸溶解,銅片上有紅色物質(zhì)析出,質(zhì)量增加,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 電極 Zn電極 Cu電極 電極名稱 負極 正極 得失電子 失電子 得電子 電子流向 流出(填“出”或“入”) 流入(填“出”或“入”) 反應類型 氧化反應 還原反應 電極反應式 Zn-2e-===Zn2+ Cu2++2e-===Cu 總反應式 Zn+Cu2+===Cu+Zn2+ 3.鹽橋 (1)成分:含有瓊膠的KCl飽和溶液。 (2)離子移動方向:Cl-移向ZnSO4溶液(負極區(qū)),K+移向CuSO4溶液(正極區(qū))。 (3)作用:使兩個半電池形成通路,并保持兩溶液的電中性。 4.原電池形成的條件 (1)兩個活潑性不同的電極。 (2)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。 (3)形成閉合回路(或兩極直接接觸)。 (4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應。 5.原電池兩極 負極:一般是活潑性較強的金屬,發(fā)生氧化反應。 正極:一般是活潑性較弱的金屬(或?qū)щ姺墙饘?,發(fā)生還原反應。 判斷正誤 (1)原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。( ) (2)原電池正極發(fā)生氧化反應,負極發(fā)生還原反應。( ) (3)不能自發(fā)進行的氧化還原反應,通過原電池裝置可以實現(xiàn)。( ) (4)碳棒不能用來作原電池的電極。( ) (5)反應Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+能以原電池的形式來實現(xiàn)。( ) 答案:(1)√ (2) (3) (4) (5)√ 原電池的工作原理及正負極的判斷 1.工作原理示意圖(以銅鋅原電池為例) 2.原電池電極的判斷 正確理解原電池的負極 一般,在原電池反應中活潑金屬作負極包含兩層含義:(1)“活潑”是指相對活潑而不是絕對活潑。 (2)在大部分原電池反應中,金屬活動性較強的一極作負極,另一電極作正極。但在某些特殊條件下例外,例如: ①冷的濃硝酸作電解質(zhì)溶液,金屬鐵或鋁與金屬銅作電極時,鐵或鋁在冷的濃硝酸中鈍化,金屬活動性弱的銅與濃硝酸發(fā)生氧化反應充當負極。 ②NaOH溶液作電解質(zhì)溶液,金屬鎂與金屬鋁作電極時,因鋁能與NaOH溶液反應,充當負極,而金屬活動性強的鎂只能充當正極。 有關右圖所示原電池的敘述,正確的是(鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液) ( ) A.銅片上發(fā)生氧化反應 B.取出鹽橋后,電流計依然發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.反應中,鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液 D.反應前后銅片質(zhì)量不改變 [解析] 左池中Cu2+放電,發(fā)生還原反應,A錯;取出鹽橋后,未形成閉合回路,無電流,B錯;鹽橋中陽離子向正極遷移,C對;左池中有銅析出,銅片質(zhì)量增加,D錯。 [答案] C 對于例1: (1)若將銅片改為碳棒,電流表指針是否偏轉(zhuǎn)?若偏轉(zhuǎn),請寫出原電池反應的總離子方程式。 (2)原電池反應中有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時,正極析出銅的質(zhì)量為多少? 答案:(1)偏轉(zhuǎn);Zn+Cu2+===Zn2++Cu。 (2)正極析出銅3.2 g。 原電池工作原理的記憶方法 原電池工作原理主要考查:①正負極的判斷;②電子移動方向;③離子移動方向(陰離子移向負極,陽離子移向正極);④反應類型及電極反應式書寫和現(xiàn)象判斷??蓮目谠E記憶:原電池有兩極,活潑金屬作負極;負極氧化正還原,電子由負流向正。 原電池的構成 1.下列反應不可用于設計原電池的是( ) A.NaOH+HCl===NaCl+H2O B.2CH3OH+3O2―→2CO2+4H2O C.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ D.4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3 解析:選A。只有自發(fā)進行的氧化還原反應才能設計成原電池,中和反應不是氧化還原反應。 2.下列裝置中,電流表指針能發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是( ) 解析:選D。A項中鋅電極和乙燒杯中的電解質(zhì)溶液不能發(fā)生氧化還原反應,不能構成原電池,錯誤;B項中冰醋酸不導電,不能構成原電池,錯誤;C項中裝置符合構成原電池的條件,但兩極直接接觸,相當于短路,因此電路中無電流,錯誤。 原電池工作原理 3.如圖所示的裝置中,在產(chǎn)生電流時,以下說法不正確的是( ) A.Fe是負極,C是正極 B.負極反應式為Fe-3e-===Fe3+ C.內(nèi)電路中陰離子移向FeCl2溶液 D.電流由C電極流向Fe電極 解析:選B。Fe與C作為原電池的電極,則Fe為負極,C是正極;Fe在負極發(fā)生氧化反應生成Fe2+,因此B項錯誤;且左邊燒杯中正電荷增加,必然使鹽橋中的陰離子移向FeCl2溶液;電子由Fe電極流向C電極,則電流由C電極流向Fe電極。 4.如右圖是Zn和Cu形成的原電池,某實驗興趣小組做完實驗后,在讀書卡片上記錄如下。在卡片上,描述合理的是( ) 實驗后的記錄: ①Zn為正極,Cu為負極 ②H+向負極移動 ③電子流動方向Zn―→Cu ④Cu極上有H2產(chǎn)生 ⑤若有1 mol電子流過導線,則產(chǎn)生H2為0.5 mol ⑥正極的電極反應式為Zn-2e-===Zn2+ A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③④ 解析:選B。Zn比Cu活潑,Zn為負極,電極反應為Zn-2e-===Zn2+,Cu為正極,電極反應為2H++2e-===H2↑,每轉(zhuǎn) 移1 mol電子,產(chǎn)生0.5 mol H2,電子由負極Zn流出,經(jīng)導線流向正極銅片,溶液中H+向正極移動,SO向負極移動。 知識點二 原電池原理的應用 閱讀教材P72,思考并填空。 原電池的設計 從理論上講,能自發(fā)進行的氧化還原反應均可以設計成原電池,實際設計時應注意以下幾點: 1.外電路 負極(還原性較強的物質(zhì))正極(氧化性較強的物質(zhì))。 2.內(nèi)電路 將兩電極浸入電解質(zhì)溶液中,陰、陽離子作定向移動。 3.閉合回路 如圖為某小組為研究電化學原理設計的裝置。將銅棒和碳棒插入FeCl3溶液中用導線連接,并滴入幾滴硫氰化鉀溶液,反應一段時間后,下面說法正確的是( ) A.銅的金屬活動性較弱,作正極,電極反應為Cu-2e-===Cu2+ B.電子從碳棒流向銅棒 C.碳棒上發(fā)生的反應為2Fe3++2e-===2Fe2+ D.溶液中的Fe3+向銅棒移動 解析:選C。該原電池中C作正極,電極反應式為2Fe3++2e-===2Fe2+;Cu作負極,電極反應式為Cu-2e-===Cu2+,電子從銅棒流向碳棒。溶液中的Fe3+向碳棒(正極)移動。 原電池原理的應用 1.加快氧化還原反應的速率 例如:在鋅與稀硫酸反應時加入少量CuSO4溶液,能使產(chǎn)生H2的速率加快。 2.比較金屬活動性強弱 3.用于金屬的保護 請見本章第四節(jié)知識點二。 4.設計化學電池 例如:以2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2為依據(jù),設計一個原電池。 (1)將氧化還原反應拆成氧化反應和還原反應兩個半反應,分別作原電池的負極和正極的電極反應式。 負極:Cu-2e-===Cu2+, 正極:2Fe3++2e-===2Fe2+。 (2)確定電極材料 若發(fā)生氧化反應的物質(zhì)為金屬單質(zhì),可用該金屬直接作負極;若發(fā)生氧化反應的為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子,可用惰性電極(如Pt、碳棒)作負極。 發(fā)生還原反應的電極材料一般不如負極材料活潑。 本例中可用銅棒作負極,用鉑絲或碳棒作正極。 (3)確定電解質(zhì)溶液 一般選用反應物中的電解質(zhì)溶液即可,如本例中可用FeCl3溶液作電解液。 (4)構成閉合回路:將電極用導線連接,使之構成閉合回路。 (1)為獲得持續(xù)、穩(wěn)定、較強的電流,所選用的電解質(zhì)溶液一般能與負極發(fā)生氧化還原反應,而且使用鹽橋?qū)蓚€半電池連通。 (2)設計原電池時,若氧化還原方程式中無明確的電解質(zhì)溶液,可用水作為電解質(zhì),但為了增強其導電性,通常加入強堿或一般的強酸,如燃料電池,水中一般要加入KOH或H2SO4。 設計原電池Zn+2Fe3+===Zn2++2Fe2+,在方框中畫出能形成穩(wěn)定電流的裝置圖(標出電極材料、電解質(zhì)溶液)。 負極:________,電極反應:________________________________________________________________________。 正極:________,電極反應:________________________________________________________________________。 [解析] 由題意知所要求設計的裝置圖中有鹽橋,分析元素化合價的變化可知,Zn為負極,比Zn活潑性差的金屬或非金屬石墨等作正極,選擇與電極材料有相同離子的溶液作電解質(zhì)溶液。 [答案] 見下圖 (合理即可) Zn Zn-2e-===Zn2+ Pt 2Fe3++2e-===2Fe2+ 在設計原電池裝置時,由自發(fā)的氧化還原反應方程式,如何確定原電池的正、負極,如反應:Fe+2Fe3+===3Fe2+。 答案:由反應方程式根據(jù)氧化還原反應原理先確定好負極,如該反應中Fe發(fā)生失電子的氧化反應,確定Fe為負極,正極應為活潑性弱于Fe的金屬材料或能導電的石墨。 原電池的設計方法——“兩極一液一連線” (1)根據(jù)電池總反應寫出電極反應式。 (2)電極材料的選擇:電池的電極必須導電。一般電池中的負極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應,容易失去電子,因此負極一般是活潑的金屬材料,所以正極和負極不能用同一種材料,兩個電極可以是活潑性不同的兩種金屬或一種金屬和非金屬。 (3)電解質(zhì)溶液的選擇 電解質(zhì)溶液是為正極提供放電的物質(zhì),一般能夠與負極發(fā)生反應。 (4)形成閉合回路。 利用原電池判斷金屬的活潑性 1.M、N、P、E四種金屬:①M+N2+===N+M2+?、贛、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中,M表面有大量氣泡?、跱、E用導線連接放入E的硫酸鹽溶液中,電極反應為E2++2e-===E,N-2e-===N2+。四種金屬的還原性由強到弱的順序是( ) A.P、M、N、E B.E、N、M、P C.P、N、M、E D.E、P、M、N 解析:選A。由①知,金屬活動性M>N;M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中,M表面產(chǎn)生氣泡,M作原電池正極,活動性P>M;N、E構成的原電池N作負極,活動性N>E。 2.鋅與100 mL 1 mol/L鹽酸反應的實驗中,若設想向溶液中加入少量的①醋酸鈉,②溴化銅,③醋酸銅(均為可溶性鹽),并測定生成H2的速率(mL/min),預計三種方案的速率大小可能是( ) A.①>③>② B.③>②>① C.②>③>① D.①>②>③ 解析:選C。醋酸鈉與鹽酸反應減小了氫離子濃度,反應速率減慢;溴化銅與鋅反應置換出銅,形成銅鋅原電池,加快了反應速率;醋酸銅既有減小反應速率的因素又有加快反應速率的因素,不好判斷以哪個因素為主。由②的速率最大可確定答案為C。 設計原電池 3.根據(jù)下式所表示的氧化還原反應設計一個原電池:Cu+2Ag+===Cu2++2Ag。 (1)裝置采用燒杯和鹽橋,畫出此原電池的裝置圖,注明原電池的正、負極和外電路中電子的流向。 (2)寫出兩個電極上的電極反應。 解析:首先將已知反應拆成兩個半反應:Cu-2e-===Cu2+,2Ag++2e-===2Ag,然后結(jié)合原電池的電極反應特點分析可知,該電池的負極材料為Cu,正極材料為Ag。原電池由兩個半電池組成,銅和銅鹽溶液組成銅半電池,銀和銀鹽溶液組成銀半電池,中間通過鹽橋連接起來。 答案:(1)如圖所示 (2)負極(Cu極):Cu-2e-===Cu2+, 正極(Ag極):2Ag++2e-===2Ag。 4.在制作印刷電路板的過程中常利用的反應的離子方程式是________________________________________________________________________。 依據(jù)該反應,設計一個鹽橋原電池,畫出實驗裝置圖,指出正、負極并寫出電極反應式,標出電子流動方向。 解析:常用FeCl3溶液刻蝕電路板,所發(fā)生反應的離子方程式為2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。該反應中,發(fā)生氧化反應的是Cu,Cu作負極;發(fā)生還原反應的是Fe3+,在正極獲得電子,轉(zhuǎn)化為Fe2+。因此,應選用Cu作負極,浸入CuCl2溶液中;選用石墨作正極,浸入FeCl3溶液中。 答案:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 實驗裝置和電子流向如圖所示 負極為Cu:Cu-2e-===Cu2+, 正極為石墨:2Fe3++2e-===2Fe2+。 重難易錯提煉 1.構成原電池的“四條件” (1)正、負兩個電極。 (2)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。 (3)形成閉合回路。 (4)自發(fā)的氧化還原反應。 2.判斷原電池正、負極的“四方法” (1)負極 ①活潑性較強的金屬;②流出電子的一極;③發(fā)生氧化反應的一極;④陰離子移向的一極。 (2)正極 ①活潑性較弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?碳棒);②流入電子的一極;③發(fā)生還原反應的一極;④陽離子移向的一極。 3.利用原電池原理可加快化學反應速率。 課后達標檢測 [基礎鞏固] 1.在理論上可設計成原電池的化學反應是( ) A.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH>0 B.Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)+2NH3H2O(l)+8H2O(l) ΔH>0 C.CaC2(s)+2H2O(l)===Ca(OH)2(s)+C2H2(g) ΔH<0 D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0 解析:選D。能設計成原電池的化學反應屬于能自發(fā)進行的放出能量的氧化還原反應。A為吸熱的非自發(fā)氧化還原反應,B、C不屬于氧化還原反應,D為能自發(fā)進行的放出能量的氧化還原反應。 2.如圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是( ) 解析:選B。依據(jù)構成原電池的四個必要條件分析:A中兩電極相同;C中沒有構成閉合回路;D中酒精是非電解質(zhì)。 3.有甲、乙兩位同學,他們一起做了水果電池的實驗,測得數(shù)據(jù)如下: 實驗次數(shù) 電極材料 水果品種 電極間距/cm 電壓/mV 1 鋅 銅 菠蘿 3 900 2 鋅 銅 蘋果 3 650 3 鋅 銅 柑橘 3 850 4 鋅 銅 西紅柿 3 750 5 鋅 鋁 菠蘿 3 650 6 鋅 鋁 蘋果 3 450 下列對于甲同學提出的問題,乙同學解釋不正確的是( ) ①甲:實驗6中的負極反應式如何寫? 乙:鋁為負極,Al-3e-===Al3+。 ②甲:實驗1和實驗5電流方向為什么相反? 乙:實驗1中鋅為負極,電流由銅經(jīng)導線流向鋅;實驗5中鋁為負極,電流由鋅經(jīng)導線流向鋁。 ③甲:水果電池的電壓與哪些因素有關? 乙:只跟水果的類型有關。 A.③ B.① C.①②③ D.②③ 解析:選A。實驗6中Al為負極,故負極反應式為Al-3e-===Al3+,①正確;實驗1中Zn為負極,實驗5中Al為負極,②正確;對比實驗1和實驗5可發(fā)現(xiàn)水果類型相同時,電極材料不同,電壓也不相同,③不正確。 4.X、Y、Z、W四塊金屬分別用導線兩兩相連浸入稀硫酸中,組成原電池。X、Y相連時,X為負極;Z、W相連時,電流方向是W→Z;X、Z相連時,Z極上產(chǎn)生大量氣泡;W、Y相連時,W極發(fā)生氧化反應。據(jù)此判斷四種金屬的活潑性順序是( ) A.X>Z>W(wǎng)>Y B.Z>X>Y>W(wǎng) C.W>X>Y>Z D.Y>W(wǎng)>Z>X 解析:選A。在原電池中,一般較活潑的金屬作負極,失去電子,發(fā)生氧化反應;較不活潑的金屬作正極,得到電子,發(fā)生還原反應。電子由負極經(jīng)導線流向正極,與電流的方向相反。X、Y相連時,X為負極,則活潑性X>Y;Z、W相連時,電流方向是W→Z,則活潑性Z>W(wǎng);X、Z相連時,Z極上產(chǎn)生大量氣泡,則活潑性X>Z;W、Y相連時,W極發(fā)生氧化反應,則活潑性W>Y。綜上所述,可以得出金屬的活潑性順序是X>Z>W(wǎng)>Y。 5.某原電池總反應為Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,下列能實現(xiàn)該反應的原電池是( ) 選項 A B C D 電極 材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag 電解液 FeCl3 Fe(NO3)2 CuSO4 Fe2(SO4)3 答案:D 6.在如圖所示的裝置中,觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn),M棒變粗,N棒變細,由此判斷表格中所列M、N、P物質(zhì),其中可以成立的是( ) M N P A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Fe 稀鹽酸 C Ag Zn 硝酸銀溶液 D Zn Fe 硝酸鐵溶液 解析:選C。從題設條件,M棒變粗,N棒變細分析:M棒為原電池正極,N棒為原電池負極;N棒金屬材料的活潑性要大于M棒材料的活潑性;電解質(zhì)溶液中所含陽離子必須能在M棒上析出。只有C項符合,負極材料Zn溶解,變細;Ag+被還原,在正極材料Ag表面析出,變粗。 7.100 mL濃度為2 mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應,為加快反應速率,又不影響生成H2的總量,可采用的方法是( ) A.加入適量6 mol/L的鹽酸 B.加入幾滴CuCl2溶液 C.加入適量蒸餾水 D.加入適量的NaCl溶液 解析:選B。Zn置換出CuCl2中的Cu,Cu-Zn-稀鹽酸構成原電池,加快了反應速率,同時也不影響產(chǎn)生H2的總量。 8.在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,關于該裝置的下列說法正確的是( ) A.外電路的電流方向為X→○A →Y B.若兩極分別為鐵和碳棒,則X為碳棒,Y為鐵 C.X極上發(fā)生的是還原反應,Y極上發(fā)生的是氧化反應 D.若兩電極都是金屬,則它們的活動性順序為X>Y 解析:選D。外電路電子流向為X→○A →Y,電流方向與其相反;X極失電子發(fā)生氧化反應,作負極,Y極發(fā)生的是還原反應;若兩極分別為鐵和碳棒,則Y為碳棒,X為鐵。 9.已知某原電池的電極反應是Fe-2e-===Fe2+、Cu2++2e-===Cu,據(jù)此設計原電池,并回答下列問題。 (1)若原電池裝置為上圖甲所示: ①電極材料A是________,B是________。(寫名稱) ②A電極觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (2)若原電池裝置為上圖乙所示: ①電極材料X是________(填序號,下同)。 a.鐵 b.銅 c.石墨 ②電解質(zhì)Y是________。 a.FeSO4 b.CuSO4 c.CuCl2 解析:(1)結(jié)合氧化還原反應的知識可知Fe-2e-===Fe2+是負極反應,故Fe作負極,即為B;Cu2++2e-===Cu是正極反應,故A可以是銅,現(xiàn)象是看到有紅色物質(zhì)析出。(2)不含鹽橋的原電池中正極材料是比負極金屬活潑性差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘偌纯桑蚀藭r正極是銅或石墨,但負極只能是鐵,電解質(zhì)溶液是含不活潑金屬離子的鹽溶液,可為硫酸銅、氯化銅或硝酸銅。 答案:(1)①銅(答案合理即可) 鐵?、谟屑t色物質(zhì)析出 (2)①bc ②bc [能力提升] 10.下圖中甲和乙均是鹽橋原電池裝置。判斷下列說法不正確的是( ) A.甲中電池總反應的離子方程式為Cd(s)+Co2+(aq)===Co(s)+Cd2+(aq) B.反應2Ag(s)+Cd2+(aq)===Cd(s)+2Ag+(aq)能夠發(fā)生 C.鹽橋的作用是形成閉合回路,并使兩燒杯中溶液保持電中性 D.乙電池中有1 mol電子通過外電路時,正極有108 g Ag析出 解析:選B。根據(jù)甲、乙裝置分析可知A項正確,且可推知Cd的活潑性強于Ag,故Ag不能置換出Cd,B項錯誤。 11.下列敘述正確的是 ( ) A.反應AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O,可以設計成原電池 B.Zn和稀硫酸反應時,加入少量CuSO4溶液能加快產(chǎn)生H2的速率 C.把鐵片和銅片放入稀硫酸中,并用導線把二者相連,觀察到銅片上產(chǎn)生大量氣泡,說明Cu與H2SO4能發(fā)生反應而Fe被鈍化 D.Zn-Cu原電池工作過程中,溶液中H+向負極做定向移動 解析:選B。A項,該反應不屬于氧化還原反應,不能用于設計原電池;B項,鋅與置換出來的銅在電解質(zhì)溶液中構成原電池,加快產(chǎn)生H2的速率;C項,Cu與稀硫酸不反應,F(xiàn)e在稀硫酸中不發(fā)生鈍化;D項,H+應向原電池的正極做定向移動。 12.鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染,且鎂原電池放電時電壓高而平穩(wěn),使鎂原電池成為人們研制綠色原電池的關注焦點。其中一種鎂原電池的反應為xMg+Mo3S4MgxMo3S4,在鎂原電池放電時,下列說法錯誤的是 ( ) A.Mg2+向正極遷移 B.Mo3S4得到電子 C.Mo3S4發(fā)生氧化反應 D.負極反應為Mg-2e-===Mg2+ 解析:選C。該原電池反應中鎂是還原劑,作原電池的負極,失去電子,電極反應是Mg-2e-===Mg2+; Mo3S4在反應中是氧化劑,得到電子,發(fā)生還原反應;溶液中陽離子向正極移動,故A、B、D正確,C錯誤。 13.由鋅片、銅片和200 mL稀H2SO4組成的原電池如下圖所示: (1)原電池的負極反應是__________________,正極反應是________________。 (2)電流的方向是________________。 (3)一段時間后,當在銅片上放出1.68 L(標準狀況)氣體時,H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時,共消耗__________g鋅,有__________個電子通過了導線,原硫酸的物質(zhì)的量濃度是__________。 解析:(3)產(chǎn)生0.075 mol H2,通過0.075 mol2=0.15 mol電子,消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。所以m(Zn)=0.075 mol65 gmol-1=4.875 g,N(e-)=0.15 mol6.021023 mol-1=9.031022,c(H2SO4)==0.75 molL-1。 答案:(1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑ (2)由Cu極流向Zn極 (3)4.875 9.031022 0.75 molL-1 14.控制適合的條件,將反應2Fe3++2I-2Fe2++I2設計成如圖所示的原電池。 回答下列問題: (1)反應開始時,乙中石墨電極上發(fā)生__________反應(填“氧化”或“還原”),鹽橋中的陰離子移向__________(填“甲”或“乙”)燒杯。 (2)反應開始時,甲中石墨電極上的電極反應式為______________________。 (3)反應達到化學平衡狀態(tài)時,電流計指針是否偏轉(zhuǎn)?__________(填“是”或“否”)。 (4)反應達到平衡狀態(tài)后,在甲中溶入FeCl2固體,則乙中石墨電極為__________極。 解析:(1)由反應方程式可知,開始時乙中石墨為負極,負極上應發(fā)生氧化反應。鹽橋中的陰離子移向乙燒杯(負極)。 (2)開始時,甲中石墨電極為正極,F(xiàn)e3+發(fā)生還原反應,電極反應式:Fe3++e-===Fe2+。 (3)平衡狀態(tài)時,正、逆反應速率相等,則能量轉(zhuǎn)化為0,電流計不再偏轉(zhuǎn)。 (4)平衡后,甲中加入FeCl2固體,平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2逆向移動,則Fe2+失電子,甲中石墨作負極;I2得電子,乙中石墨作正極。 答案:(1)氧化 乙 (2)Fe3++e-===Fe2+ (3)否 (4)正- 配套講稿:
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