3.原电池应用及电极方程式书写_新人教版高中化学必修一、二_新人教版高中化学必修下册_微课高一化学必修2（视频课）_必修二讲义（2019人教版）_第六章化学反应与能量[7节]

第 51 课时：原电池应用及电极方程式书写 【学习目标】 掌握电极方程式的基本书写方法。 了解常见的化学电源。 【重点难点】 1.重点：电极方程式的书写方法； 常见的化学电源。 2.难点：陌生电池的电极方程式书写。 【高频考点】 根据氧化还原反应书写电极方程式。 【教学内容】 一、电极方程式书写方法 1.判断出电极反应物以及主要生成物。 2.标注出得失电子数。 3.若电荷不守恒，需要根据溶液环境使用 H+或 OH-配平电荷。 4.检查：用氢配水用氧查。 1. 第 1 页现象：Cu 极金属析出，Zn 逐渐溶解。 正极反应式：Cu2++2e-===Cu 负极反应式： Zn- 2e-===Zn2+ 电池总反应： Cu2++Zn ===Cu+ Zn2+ 2. 现象：Cu 极氢气析出，Zn 逐渐溶解。 正极反应式：2H+ +2e- ===H ↑ 2 负极反应式： Zn- 2e-===Zn2+ 电池总反应： Zn+2H+ ===H ↑+ Zn2+ 2 3. 第 2 页现象：Al 极氢气析出，Mg 逐渐溶解。 正极反应式：2H+ +2e- ===H2↑ 负极反应式： Mg- 2e-===Mg2+ 电池总反应： Mg+2H+ ===H2↑+ Mg2+ 二、常见的化学电源 1.Zn-Mn 干电池 总反应：2MnO2+Zn+2H O===Zn(OH) +2MnOOH 2 2 正极反应： MnO === MnOOH 2 负极反应： Zn ===Zn(OH) 2 2.二次电池——铅蓄电池 第 3 页总反应：Pb+PbO +2H SO ==2PbSO +2H O 2 2 4 4 2 正极反应： PbO === PbSO 2 4 负极反应： Pb ===PbSO 4 【经典例题】 1.请根据装置图填写下面内容 现象：Fe 点解溶解，溶液由黄变浅绿 第 4 页电池总反应：2Fe+Fe3+===3Fe2+ 正极反应式：Fe3+ +e- === Fe2+ 负极反应式： Fe - 2e-=== Fe2+ 2. 某 科 学 家 发 现 了 一 种 高 能 电 池 ， 总 反 应 方 程 式 如 下 ： 2K FeO +3Zn+8H O=2Fe(OH) +3Zn(OH) +4KOH 2 4 2 3 2 请根据反应方程式写出该电池的正极和负极反应方程式。 正极： FeO 2-+ === Fe(OH) 4 3 负极： Zn === Zn(OH) 2 【本课小结】 电极方程式的书写方法。 根据氧化还原原理判断电极。 常见的化学电源。 【课后作业】 1. 理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利 用反应“ ”设计一个化学电池（正极 材料用碳棒C）u，回A答g下列问题A：g Cu （1）该电池的负极材料是 ，发生 （填“氧化”或“还原”） 反应，电解质溶液是 ； （2）正极上出现的现象是 ； 第 5 页（3）若导线上转移电子 ，则生成银 克。 mol 2. 某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是（ ）。 A. 锌筒是原电池的正极 B. 石墨电极上发生氧化反应 C. 铵根离子移向石墨电极 D. 电子经石墨沿电解质溶液流向锌筒 3.汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的反应： ，根据此反应判断下列叙述 中正确的是（ ）。 A. 是电池的负极 B. 负P极bO的 电极反应式为 㤵 C. 铅蓄电池属于一次电池Pbs SO aq 㤵e PbSO s D. 电池放电时，溶液酸性增强 4. 燃料电池是一种高效环境友好的发电装置。下列说法不正确的是 （ ）。 A. 氢氧燃料电池的总反应为 H O H O 第 6 页B. 氢氧燃料电池中，当转移 电子时消耗 氢气 C. 甲烷燃料电池中，通入氧气的m一ol极为负极 mol D. 燃料电池中发生的化学反应是氧化还原反应 5. 图 1 是锌铜原电池示意图。图 2 中x轴表示实验时流入正极电子 的物质的量，y轴表示（ ）。 A. 铜棒的质量 B. C. H D. Zn 㤵 SO 6. 某原电池的工作原理如图所示。下列判断正确的是（ ）。 A. 该装置中 电极为负极 B. 正极的电极P反t 应式为 㤵 㤵 C. 电极的反应式为O e H O OH 㤵 㤵 D. 电极附近的 减小 V O SO 㤵e O SO V O pH 第 7 页7. 理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利 用反应“ ”设计一个化学电池（正极 材料用碳棒C）u，回A答g下列问题A：g Cu （1）该电池的负极材料是 ，发生 （填“氧化”或“还原”） 反应，电解质溶液是 ； （2）若导线上转移电子 ，则生成银 g。 如图为某化学兴趣小组进行 m不o同l 条件下化学能转变为电能探究的装 置。请你回答下列问题： （3）当电极 a 为 、电极 b 为 、电解质溶液为稀硫酸时，正 极的电极反应式为Al Cu 。 （4）当电极 a 为 、电极 b 为 、电解质溶液为氢氧化钠溶液 时，该装置 （A填l “能”或“不M能g ”）形成原电池，若不能，请 说明理由；若能，请指出正、负 极 。 【答案与解析】 1. （1）铜棒；氧化； AgNO 第 8 页（2）有 析出 （3）108Ag 【解析】 本题主要考查原电池的应用。 （1）铜的金属性强于银，所以该电池的负极材料是铜棒，发生氧化 反应，正极材料为碳棒，电解质溶液是 。 （2）由方程式可知，银会以固体的形式析Ag出NO，所以正极上出现的现 象为有 析出。 （3）若A导g线上转移 电子，生成银的物质的量为 ，质 量为 mol 。 mol mol 礼ႅ gmol 礼ႅ g 2. C 本题主要考查原电池原理。 锌锰干电池中，锌失电子发生氧化反应，做负极，石墨做正极，二氧 化锰在正极上得电子发生还原反应，氯化铵是电解质，原电池中阳离 子移向正极，电子从负极经导线流向正极，不能通过电解质溶液。 C 项，原电池中铵根离子为阳离子，移向正极，即移向石墨电极，故 C 项正确； A 项，由上述分析可得锌筒是原电池的负极，故 A 项错误； B 项，石墨电极是正极，电极上发生还原反应，故 B 项错误； D 项，电子不能通过电解质溶液，故 D 项错误。 综上所述，本题正确答案为 C。 第 9 页3. B B 项，负极铅失电子被氧化，和硫酸根离子结合形成硫酸铅，故 B 项 正确； A 项，二氧化铅中的铅元素被还原，为电池的正极，故 A 项错误； C 项，铅蓄电池通过充电可以还原，是二次电池，故 C 项错误； D 项，电池放电时，正极二氧化铅被还原和硫酸反应生成硫酸铅和水， 氢离子浓度减小，酸性减弱，故 D 项错误。 综上所述，本题正确答案为 B。 4. C C 项，甲烷燃料电池中，氧气得电子，被还原，故通入氧气的一极为 正极，故 C 项错误； A 项，氢氧燃料电池中，氧气被还原，为正极，氢气被氧化，为负极， 总反应为 ，故 A 项正确； B 项，氢气燃H料 电O池 中，H氢 O气失电子，为负极，每消耗 氢气， 转移 电子，故 B 项正确； mol D 项，燃m料ol电池放电时，正极被还原，负极被氧化，所以发生的化学 反应是氧化还原反应，故 D 项正确。 综上所述，本题正确答案为 C。 5. B 本题主要考查原电池的应用。 第 10 页B 项，随着流入正极电子的物质的量的增加，生成的氢气越多，氢离 子的浓度减小，符合图 2，故选 B 项； A 项，反应前后铜棒的质量始终不变，故不选 A 项； C 项，随着流入正极电子的物质的量的增加，溶液中锌离子的浓度增 大，故不选 C 项； D 项，反应前后硫酸根离子的浓度不变，故不选 D 项。 综上所述，本题正确答案为 B。 6. C 本题主要考查原电池的应用。 C 项，由图可知， 电极作负极， 电极作正极，所以 电 极失电子发生氧化V反O应： Pt ，故 CV项O正确； 㤵 㤵 A 项，氧气在 电极得电子， 电极作正极，故A 项错误； SO 㤵e O SO B 项，由于电解P质t 为固体电解质，P所t 以不会有水参与反应，故 B 项错 误； D 项， 电极附近的 不变，故 D 项错误。 综上所述V ，O 本题正确答案为pHC。 7. （1）铜；氧化；硝酸银溶液（2 分） （2）108（2 分） （3） （3 分） 㤵 （4）能；H 正极是e 镁，负H极是 铝（2 分） 第 11 页【解析】 本题考查原电池。 （1）根据反应“ ”，可知反应过程中 铜失电子，因此负C极u材料A要g用铜，发A生g的是Cu氧化反应；此外，正极反 应是银离子得电子生成银单质，所以电解质溶液中要含有银离子，因 此可以用硝酸银溶液作电解质溶液。 （2）正极发生的反应为 ，若导线上转移电子 㤵 ，则生成银 A，g即质e量为 Ag 。 （m3）ol当电极 a 为 m、o电l 极 b 为 、礼电ႅ解g 质溶液为稀硫酸时，负 极为 ，正极为 Al ，正极反应为Cu氢离子得电子生成氢气，反应方 程式为Al Cu 。 㤵 （4）因为H 和e 溶H 液可以发生氧化还原反应： Al NaOH ，所以 、 A和l 溶N液aO能H构成H原 O电池，由负Na极Al发O 生氧化H 反应，正极发Al生还M原g反应得Na出O负H 极为 ，正极为 。 Al Mg 第 12 页