【同步講義】高中化學(xué)（蘇教版2019）選修第一冊(cè)--1.2.1 原電池的工作原理講義-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化
第1課時(shí) 原電池的工作原理
目標(biāo)導(dǎo)航

課程標(biāo)準(zhǔn)
課標(biāo)解讀
1.認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用，能量的變化遵循能量守恒定律。
2．了解原電池的工作原理。
3．能分析、解釋原電池的工作原理，能設(shè)計(jì)簡單的原電池。
4．掌握原電池反應(yīng)方程式和電極反應(yīng)式的書寫。
1.電池中產(chǎn)生電流的宏觀現(xiàn)象，可以通過微觀探析來辨識(shí)。(宏觀辨識(shí)與微觀探析)
2．聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化，預(yù)測(cè)在一定條件下某種物質(zhì)可能發(fā)生的化學(xué)變化。(科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任)
3．認(rèn)識(shí)科學(xué)探究是進(jìn)行科學(xué)解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造應(yīng)用的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))

知識(shí)精講

知識(shí)點(diǎn)01 銅鋅原電池的工作原理
1．原電池的概念
原電池是利用將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
2．銅鋅原電池
（1）【實(shí)驗(yàn)探究】
【實(shí)驗(yàn)1】向CuSO4溶液中加入適量鋅粉，用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度。
【實(shí)驗(yàn)2】將用導(dǎo)線與電流計(jì)相連接的鋅片和銅片分別插入ZnSO4和CuSO4溶液中，將鹽橋插入兩只燒杯的電解質(zhì)溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；取出鹽橋，再觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)1
溶液的溫度升高
Zn與CuSO4溶液反應(yīng)放出熱量
實(shí)驗(yàn)2
插入鹽橋：①鋅片溶解，銅片加厚變亮
②CuSO4溶液的顏色變淺
③電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
有電流產(chǎn)生
取出鹽橋：電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)
無電流產(chǎn)生
（2）結(jié)論：實(shí)驗(yàn)1的能量變化的主要形式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；實(shí)驗(yàn)2的能量變化的主要形式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
（3）銅鋅原電池的工作原理

Zn片為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)。
Cu片為正極，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，反應(yīng)類型是還原反應(yīng)。
總反應(yīng)式為Zn+Cu2+=Zn2++Cu
電子的流動(dòng)方向：Zn片→導(dǎo)線→銅片。
鹽橋中K+移向CuSO4溶液，Cl-移向ZnSO4溶液。
【即學(xué)即練1】銅—鋅原電池工作時(shí)，下列敘述正確的是(　　)

A．正極反應(yīng)為Zn-2e-===Zn2+
B．電池反應(yīng)為Zn+Cu2+===Zn2++Cu
C．在外電路中，電子從正極流向負(fù)極
D．鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液
答案：B
解析：Zn為負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)；在外電路中電子從負(fù)極流向正極，C項(xiàng)錯(cuò)；鹽橋中的K+應(yīng)移向正極所在的CuSO4溶液，D項(xiàng)錯(cuò)。

知識(shí)點(diǎn)02 原電池的工作原理
1．原電池的構(gòu)成
（1）半電池
原電池由兩個(gè)半電池組成，半電池包括電極材料和電解質(zhì)溶液。
（2）電極材料
一般情況下，兩個(gè)活潑性不同的電極，相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬（或?qū)щ姷姆墙饘伲┳髡龢O。
（3）形成閉合回路
兩個(gè)半電池通過鹽橋和導(dǎo)線連接，形成閉合回路。
兩個(gè)隔離的半電池通過鹽橋連接起來，鹽橋中通常是裝有含KCl飽和溶液的瓊脂。
2．原電池的工作原理
（1）一般，原電池反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，且ΔHZ>W>Y B．Z>X>Y>W C．X>Y>Z>W D．Y>W>Z>X
答案：A
解析：在原電池中，活潑金屬作原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體作原電池的正極，陽離子或氧氣等在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，與電流的方向相反。因此，X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極，則活動(dòng)性X>Y；Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z，則活動(dòng)性Z>W；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡，則活動(dòng)性X>Z；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)，則活動(dòng)性W>Y。綜上所述，可以得出金屬的活動(dòng)性順序：X>Z>W>Y。故正確答案為A。
9．（雙選）理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)是(　　)
A．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)　ΔHA>B>C
解析：甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負(fù)極、B為正極，活潑性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負(fù)極，活潑性B>C；丙中A上有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性D>A，隨著H＋的消耗，pH變大。
5．利用反應(yīng)：Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2組成一個(gè)化學(xué)電池。
(1)在下面的方框中畫出帶鹽橋的裝置圖。

(2)正極材料為________，電極反應(yīng)式為：______________________。
負(fù)極材料為________，電極反應(yīng)式為：__________________________。
(3)若電池內(nèi)溶液為100 mL 0.5 mol·L－1的FeCl3溶液，當(dāng)溶液中FeCl3全部被還原成FeCl2時(shí)，溶液中ZnCl2的物質(zhì)的量濃度是______，導(dǎo)線上通過的電子是____mol。
答案： (1)
(2)石墨(答案合理即可)　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Zn Zn－2e－===Zn2＋
(2)0.25 mol·L－1　 0.05
解析：(1)據(jù)氧化還原方程式知還原劑Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋，正極可為Cu、Fe、Ag或石墨，電極反應(yīng)為：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。
(2)n(Fe3＋)＝0.5 mol·L－1×0.1 L＝0.05 mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.05 mol，c(ZnCl2)＝1/2×0.5 mol·L－1＝0.25 mol·L－1。
題組C 培優(yōu)拔尖練
1．有X、Y、Z、W四種金屬，已知：①X(OH)3的堿性強(qiáng)于Y(OH)2；②X3＋可將Z氧化；③W可與熱水反應(yīng)產(chǎn)生H2，X不能與熱水反應(yīng)；④把X的金屬片插入稀H2SO4中，讓金屬片與Z接觸，則X溶解速率加快。下列四種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱關(guān)系中一定正確的是(　　)
A．X>Y　　　　B．Z>Y C．W>Z D．Z>X
答案：C
解析：①比較最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的強(qiáng)弱才能確定金屬性強(qiáng)弱，因此無法確定X、Y的金屬性；②X3＋可將Z氧化，不能確定X和Z的金屬性，如Fe3+能將Cu氧化，金屬性Fe>Cu；③金屬活動(dòng)性W>X；④X作負(fù)極，金屬活動(dòng)性X>Z。故答案為C。
2．100 mL濃度為2 mol·L－1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的量，可采用的方法是(　　)
A．加入適量的6 mol·L－1的鹽酸 B．加入數(shù)滴氯化銅溶液
C．加入適量蒸餾水 D．加入適量的氯化鈉溶液
答案：B
解析：A項(xiàng)中增加HCl總量，生成H2增多。C、D項(xiàng)都會(huì)使溶液變稀，反應(yīng)速率減慢。B項(xiàng)中滴入CuCl2溶液，Zn能置換出少量銅，形成原電池使反應(yīng)速率加快，同時(shí)又不影響H2的總量，選B。
3．根據(jù)下圖，可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是(　　)

A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)
答案：A
解析：由第一個(gè)原電池裝置中正、負(fù)極的標(biāo)注可知，該裝置在反應(yīng)過程中Cd失去電子作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Co電極在反應(yīng)過程中就要發(fā)生還原反應(yīng)，由上可知，Cd的金屬性強(qiáng)于Co；由第二個(gè)原電池裝置中正、負(fù)極的標(biāo)注可知，Co在反應(yīng)過程中失去電子，則Ag電極就要在反應(yīng)過程中得電子，說明Co的金屬性強(qiáng)于Ag；綜上可知三者的金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镃d>Co>Ag。再根據(jù)在氧化還原反應(yīng)中，由活潑性強(qiáng)的金屬能將活潑性較弱的金屬從其鹽溶液中置換出來的規(guī)律可知，A項(xiàng)是錯(cuò)誤的。
4．寫出Fe-Cu-濃硝酸構(gòu)成的原電池的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)式。
負(fù)極反應(yīng)式：________________________；正極反應(yīng)式：_______________________。
電池反應(yīng)式：_________________________________。
答案： Cu－2e－===Cu2＋ 4H＋＋2NO＋2e－===2H2O＋2NO2↑
Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2H2O＋2NO2↑。
解析：Fe遇冷的濃硝酸鈍化，故在該原電池中Cu作負(fù)極，F(xiàn)e作正極，濃硝酸為電解質(zhì)溶液。
5．一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)方程式可以拆分，寫成兩個(gè)“半反應(yīng)式”，一個(gè)是“氧化反應(yīng)”式，一個(gè)是“還原反應(yīng)”式。如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，可以寫成：氧化反應(yīng)：Cu－2e－===Cu2＋；還原反應(yīng)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。
(1)根據(jù)以上信息將反應(yīng)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO3－＋NO拆分為兩個(gè)“半反應(yīng)式”：
氧化反應(yīng)式_________________________；還原反應(yīng)式________________________。
(2)已知某一反應(yīng)的“半反應(yīng)式”為CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O；O2＋2H2O＋4e－===4OH－，則總反應(yīng)式為_________________________________________________。
答案：(1)2NO2＋2H2O－2e－===2NO3－＋4H＋ NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O
(2)CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O
解析：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，通過分析化合價(jià)變化，發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極反應(yīng)，發(fā)生還原反應(yīng)的為正極反應(yīng)，因此“氧化反應(yīng)”式為2NO2＋2H2O－2e－===2NO3－＋4H＋，“還原反應(yīng)”式為NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O。
(2)本題已給出了兩個(gè)“半反應(yīng)式”，因此據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，將二式合并，即得總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O。

相關(guān)試卷更多

【同步講義】高中化學(xué)（蘇教版2019）選修第一冊(cè)--3.3.1 鹽類水解的原理講義

【同步講義】高中化學(xué)（蘇教版2019）選修第一冊(cè)--1.2.4 電解原理的應(yīng)用講義

【同步講義】高中化學(xué)（蘇教版2019）選修第一冊(cè)--1.2.3 電解池的工作原理講義

化學(xué)蘇教版 (2019)第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化練習(xí)題

資料下載及使用幫助

版權(quán)申訴

1.電子資料成功下載后不支持退換，如發(fā)現(xiàn)資料有內(nèi)容錯(cuò)誤問題請(qǐng)聯(lián)系客服，如若屬實(shí)，我們會(huì)補(bǔ)償您的損失
2.壓縮包下載后請(qǐng)先用軟件解壓，再使用對(duì)應(yīng)軟件打開；軟件版本較低時(shí)請(qǐng)及時(shí)更新
3.資料下載成功后可在60天以內(nèi)免費(fèi)重復(fù)下載

版權(quán)申訴

若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。

入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作，工作室入駐。