铜片插入0.01mol/l的硫酸铜溶液中,银片插入硝酸银溶液中,组成铜锌原电池池

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9楼,铜盐不都是蓝的咧?
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将铜片插入盛有0.5mol/L CuSO4溶液的烧杯中,银片插入盛有0.5mol/L AgNO3溶液的烧杯中,组成电池,电池反应为_
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将铜片插入盛有0.5mol/L CuSO4溶液的烧杯中,银片插入盛有0.5mol/L AgNO3溶液的烧杯中,组成电池,电池反应为______,该电池中的负极是______。
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1已知。在标准状态下,上述三个电对中,最强的氧化剂是______,最强的还原剂是______。2反应是属于氧化还原反应中的______反应。3某反应,该反应的平衡常数是______。4氢电极插入纯水中通氢气(),在298K时,其电极电势为______,是因为______。
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原电池:是利用两个电极之间金属性的不同,产生,从而使电子的流动,产生电流。原电池工作原理:原电池反应属于放热的氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。电解池:电解原理(电解池装置如图)   (1)什么是电解
电解是使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。上图是电解CuCl2溶液的装置。通电后,发生反应:CuCl2=Cu + Cl2↑  或用离子方程式表示:Cu2++ 2Cl=Cu + Cl2↑   (2)电解过程中的:电能转化为化学能  (3)发生电解反应的条件  ①与电源相连的两个电极;  ②电解质溶液(或熔化的电解质);  ③两个电极浸泡在电解质溶液中,形成闭合回路。  (4)电极反应  与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子,发生氧化反应。如上图装置中,Cl-在阳极上失去电极转化为Cl2,阳极反应式:2Cl--2e-=Cl2↑  与电源的负极相连的电极成为阴极。物质在阴极上得到电子,发生还原反应。如上图装置中,Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu,阴极反应式:Cu2++2e-=Cu  (5)意义  使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应,得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属。  2、电解时,物质在电极上的放电顺序  (1)阳极:与电源的正极相连。  当阳极的电极材料为金属(Pt或Au除外)时,通电后作电极的金属失去电子变成金属离子,溶解到电解质溶液中。因为水电离能够产生OH-,所以电解含氧酸盐溶液时,在阳极上是OH-放电生成氧气,而含氧酸根离子不发生变化。  (2)阴极:与电源的负极相连。  在阴极上发生还原反应的是溶液中的阳离子。当溶液中存在多种阳离子时,按金属活动性顺序,越不活泼的金属,其阳离子的氧化性越强,越容易被还原。在水溶液中,铝之前的金属的阳离子不可能被还原。  
电极反应式的书写步骤: 1.准确判断两个电极
例1.将锌片和铝片用导线相连,分别插入稀硫酸、浓硫酸中,写出两原电池中的电极反应式和电池反应式。解析:稀硫酸作电解质溶液时,较活泼的铝被氧化,锌片上放出氢气,所以: 负极(铝片):2Al-6{{e}^{-}}=2A{{l}^{3+}}
正极(锌片):6{{H}^{+}}+6{{e}^{-}}=3{{H}_{2}}\uparrow
电池反应:2Al+6{{H}^{+}}=2A{{l}^{3+}}+3{{H}_{2}}\uparrow 浓硫酸作电解质溶液时,因常温下铝在浓硫酸中发生钝化现象,而锌能与浓硫酸反应,所以此时锌片作负极,铝片作正极:负极(锌片):Zn-2{{e}^{-}}=Z{{n}^{2+}}
正极(铝片):4{{H}^{+}}+S{{O}_{4}}^{2-}+2{{e}^{-}}=S{{O}_{2}}\uparrow +2{{H}_{2}}O电池反应:Zn+2{{H}_{2}}S{{O}_{4}}=ZnS{{O}_{4}}+S{{O}_{2}}\uparrow +2{{H}_{2}}O 2.注意运用电池总反应式例2.将铂丝插入KOH溶液作电极,然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气,可以形成原电池。则通入甲烷的一极为电池的______极,这一极的电极反应式为_____________。解析: 甲烷燃烧发生的氧化还原反应为:C{{H}_{4}}+2{{O}_{2}}=C{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O,碱性溶液中C{{O}_{2}}不可能释放出去:C{{O}_{2}}+2O{{H}^{-}}=CO_{3}^{2-}+3{{H}_{2}}O,所以电池总反应式为:C{{H}_{4}}+2{{O}_{2}}+2O{{H}^{-}}=CO_{3}^{2-}+3{{H}_{2}}O。通甲烷的一极发生氧化反应,故为负极。正极吸收氧,可看作发生吸氧腐蚀:2{{O}_{2}}+4{{H}_{2}}O+8{{e}^{-}}=8O{{H}^{-}},总反应减去正极反应得负极反应:C{{H}_{4}}+10O{{H}^{-}}-8{{e}^{-}}=CO_{3}^{2-}+7{{H}_{2}}O 3.关注电解质溶液的酸碱性例3.美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的电源。⑴用KOH{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O+4{{e}^{-}}=4O{{H}^{-}}作电解质溶液,电极反应产生的水,经冷凝后又可作为宇航员的饮用水,发生的反应为:2{{H}_{2}}+{{O}_{2}}=2{{H}_{2}}O,则电极反应式分别为___________; ⑵如把KOH改为稀{{H}_{2}}S{{O}_{4}}作导电物质,则电极反应式为___________。解析:在应用电池中,电解质参与电极反应,但在整个反应过程中只起桥梁作用,如酸性电解质,{{H}^{+}}参加一个电极反应,但另一电极反应必有{{H}^{+}}生成,同时不能出现O{{H}^{-}};碱性电解质也有类似情况。:⑴负极:2{{H}_{2}}-4{{e}^{-}}=4{{H}^{+}},正极:{{O}_{2}}+4{{H}^{+}}+4{{e}^{-}}=2{{H}_{2}}O;⑵负极:2{{H}_{2}}+4O{{H}^{-}}-4{{e}^{-}}=4{{H}_{2}}O,正极:{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O+4{{e}^{-}}=4O{{H}^{-}}。4.充分利用电荷守恒原则在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。这样可避免由总反应式改写成电极反应式所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生。
原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。形成条件:1.将两种活泼性不同的金属(或导电单质)(Pt和石墨为惰性电极,即本身不会得失电子)(一种是相对较活泼金属一种是相对较不活泼金属)用导线连接后插入电解质溶液中,形成闭合回路。2.要发生自发的氧化还原反应。
表示方法:1. 一般把负极(如Zn棒与Zn2+离子溶液)写在电池符号表示式的左边,正极(如Cu棒与Cu2+离子溶液)写在电池符号表示式的右边。  2. 以式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度(mol/L),若为气体物质应注明其分压(Pa),还应标明当时的。如不写出,则温度为298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为1mol/L。  3. 以符号“∣”表示不同物相之间的接界,用“‖”表示盐桥。同一相中的不同物质之间用“,”隔开。 4. 非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时,需外加惰性导体(如铂或石墨等)做电极导体。其中,惰性导体不参与电极反应,只起导电(输送或接送电子)的作用,故称为“惰性”电极。
整理教师:&&
举一反三(巩固练习,成绩显著提升,去)
根据问他()知识点分析,
试题“(1)用锌片、铜片和稀盐酸组成的原电池,正极的电极反应式为_...”,相似的试题还有:
(1)用锌片、铜片和稀盐酸组成的原电池,正极的电极反应式为_____,负极的电极反应式为_____,原电池的总反应是_____;当有6.5g锌溶解时,则在标准状况下,放出的氢气的体积为_____,转移的电子数为_____摩尔,溶液的酸性_____(填“增强”或“减弱”).(2)选用下列试剂和仪器设计一个原电池.画出装置图.标明原电池的正极、负极、电解质溶液,并写出正极、负极的电极反应.试剂:铜片、铁片、银片、镁条、硫酸铜溶液、硝酸银溶液.仪器:烧杯、导线、铁夹(若还需其它仪器可自己补充)
在由铜片、锌片和150 mL稀硫酸组成的原电池中,当在铜片上放出6.72 L(标准状况)的H2时,硫酸恰好用完,则:(1) 产生这些气体消耗的锌的质量是
g;(2) 通过导线的电子的物质的量是
mol;(3) 该原电池正极的电极反应式为
在由铜片、锌片和200mL一定浓度的稀硫酸组成的原电池中,若锌片只发生电化学腐蚀,当在铜片上放出3.36 L(标准状况)的H2时,硫酸恰好用完,请填空:①正极的电极反应式为_______________________________;负极的电极反应式为_________________________________;②通过导线的电子的物质的量为_______________________;③原稀硫酸的物质的量浓度为_________________________。欢迎来到高考学习网,
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& 【技能突破】高二化学《41原电池》训练提升 新人教版选修四
【技能突破】高二化学《41原电池》训练提升 新人教版选修四
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资料概述与简介
一、选择题
1.下列装置不可以组成原电池的是(  )
点拨:C中的装置不能形成闭合回路。
2.如图所示装置,下列说法正确的是(  )
A.Cu为正极,Cu片上发生还原反应
B.Cu为正极,Cu片上发生氧化反应
C.Cu为负极,Cu片上发生还原反应
D.Cu为负极,Cu片上发生氧化反应
点拨:原电池中活泼性较差的一极作正极,正极上发生还原反应。
3.下列叙述中正确的是(  )
A.任何化学反应都能设计成原电池
B.任何氧化还原反应都能设计成原电池
C.原电池反应一定是氧化还原反应
D.两个不同的金属电极插入到电解质溶液中就能形成原电池
点拨:形成原电池的反应是氧化还原反应,故A错。原电池反应必须是自发的、放热的,吸热的氧化还原反应不能设计成原电池,故B错。根据原电池的形成条件必须形成闭合回路,故D错。
4.下列反应不可用于设计成原电池的是(  )
A.CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
B.2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O
C.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
D.4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3
点拨:自发氧化还原反应都可以设计成原电池。A项为非氧化还原反应,不能设计成原电池。
5.某原电池总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe===3Fe2+,能实现该反应的原电池是(  )
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质为FeCl2溶液
B.正极为C,负极为Fe,电解质为Fe(NO3)3溶液
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质为CuSO4溶液
点拨:将电池反应拆分为两个半反应,正极:Fe3++e-===Fe2+(还原反应),负极:Fe-2e-===Fe2+(氧化反应),所以负极材料必须是Fe,正极材料只要是比铁不活泼的金属或非金属即可,电解质溶液为可溶性的三价铁盐。所以B可以,A、C、D不行。
6.某电池的总反应为:Fe+2Fe3+===3Fe2+,能实现该反应的原电池是(  )
正极 负极 电解质溶液
A Cu Fe FeCl3溶液
B C Fe Fe(NO3)2溶液
C Fe Zn Fe2(SO4)3溶液
D Ag Fe CuSO4溶液
答案:能实现反应Fe+2Fe3+===3Fe2+原电池应符合以下条件:①负极为Fe,正极材料的活泼性比Fe差;②电解质溶液应为含Fe3+的溶液。B、D两项,电解质溶液选错;C项负极材料选错。
7.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是(  )
A.D>C>A>B
B.D>A>B>C
C.D>B>A>C D.B>A>D>C
点拨:A、B连结放入电解质溶液中,B不易腐蚀,说明活泼性:A>B。A、D与等浓度盐酸反应,D比A反应剧烈,说明活泼性:D>A。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,说明活泼性:B>铜。铜浸入C的盐溶液里,C析出,说明活泼性:铜>C。综合比较,活泼性由强到弱的顺序是:D>A>B>C。
8.(2012·湖北高二期末检测)下列叙述正确的是(  )
A.反应AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O,可以设计成原电池
B.Zn和稀硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率
C.把Fe片和Cu片放入稀硫酸中,并用导线把二者相连,观察到Cu片上产生大量气泡,说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化
D.金属镀层破损后,镀锌铁比镀锡铁更易被腐蚀
9.(2012·经典习题选萃)根据下图,下列判断中正确的是(  )
A.烧杯a中的溶液pH升高
B.烧杯b中发生氧化反应
C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-===H2↑
D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-===Cl2↑
点拨:Zn比Fe活泼,所以Zn作负极,发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-===Zn2+;Fe作正极,氧气在该电极上发生还原反应,电极反应式为:2H2O+O2+4e-===4OH-,反应后a中溶液pH升高。
10.获得“863”计划和中科院一百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解质为AlI3溶液,已知电池总反应为:2Al+3I2===2AlI3。下列说法不正确的是(  )
A.该电池负极的电极反应为:Al-3e===Al3+
B.电池工作时,溶液中的铝离子向负极移动
C.消耗相同质量的金属,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多
D.正极的电极材料是单质碘
点拨:由电池总反应方程式和电池中离子的移动方向可知A正确,B不正确;锂提供的电子数与其质量的比是金属中最大的,C正确;碘单质能溶于水,是正极反应的物质,而不能作为电极材料,所以D不正确。
11.如图所示装置中观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,由此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是(  )
A 锌 铜 稀硫酸溶液
B 铜 铁 稀盐酸溶液
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
点拨:N棒变细,说明被腐蚀,N极活泼性大于M极,A、D均不合题意。M棒变粗,说明有金属单质析出,B不合题意。
12.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(  )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为:Ag++e-===Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
点拨:该原电池中Cu作负极,Ag作正极,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+,正极反应式为Ag++e-===Ag,因此②对;在外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,而电流方向与电子流向相反,所以①错;没有盐桥,原电池不能继续工作,所以③错;无论是否为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,所以④对。
二、非选择题
13.某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按如下图所示装置进行实验并得到下表实验结果:
实验序号 A B 烧杯中的液体 灵敏电流计指针是否偏转
1 Zn Zn 乙醇 无
2 Zn Cu 稀硫酸 有
3 Zn Zn 稀硫酸 无
4 Zn Cu 苯 无
5 Cu C 氯化钠溶液 有
6 Mg Al 氢氧化钠溶液 有
分析上述实验,回答下列问题:
(1)实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。
(2)实验6中电子由B极流向A极,表明负极是________(填“镁”或“铝”)电极。
(3)实验5表明________。
A.铜在潮湿空气中不会被腐蚀
B.铜的腐蚀是自发进行的
(4)分析上表有关信息,下列说法不正确的是________。
A.相对活泼的金属一定作负极
B.失去电子的电极是负极
C.烧杯中的液体必须是电解质溶液
D.原电池中,浸入同一电解质溶液中的两个电极,是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属)
答案:(1)B A (2)铝 (3)B (4)A
点拨:(1)电流是由正极流向负极,实验2中,Cu为正极,Zn为负极;(2)电子由负极流向正极,实验6中电子由B极流向A极,表明负极是B(Al);(3)实验5是铜的吸氧腐蚀,说明铜的腐蚀是自发进行的;(4)判断原电池负极时,不能简单地比较金属的活动性,要看反应的具体情况,如Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子,Al作负极,Mg作正极;在原电池中溶液中比Mg更易失电子,Al作负极,Mg作正极;在原电池中负极失去电子,发生氧化反应;必须有电解质溶液形成闭合回路;活泼性不同的两种金属,或一种金属和一种能导电的非金属都可以作电极。
14.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应:_________________________________;
银片上发生的电极反应:________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:
①产生氢气的体积(标准状况);
②通过导线的电量。(已知NA=6.02×1023/mol,1个电子所带的电量为1.60×10-19C)
答案:(1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
(2)①产生氢气的体积是4.5 L
②通过导线的电量为3.85×104C
点拨:(1)锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,锌片作负极,失电子发生反应:Zn-2e-===Zn2+;溶液中H+在正极上得电子生成氢气。(2)①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积在标准状况下为x。
Zn+2H+===Zn2++H2↑
60 g-47 g=13 g
x=13 g×22.4 L÷65 g≈4.5 L
②反应消耗的锌为13 g÷65 g/mol=0.2mol,1mol Zn变为Zn2+时,转移2mol e-,则通过的电量为:0.20mol×2×6.02×1023mol-1×1.60×10-19C=3.85×104C。
15.判断原电池的正负极时,不仅要看金属活动性顺序,还要注意此金属在电解质溶液中的活动性。试回答下列问题:
(1)用铝、铜和稀硫酸组成的原电池中,________是负极,________是正极;原因是____________________。
(2)将铝片和铜片用导线连接,一组插入浓硝酸中,一组插入氢氧化钠溶液中,分别形成了原电池,则在这两个原电池中,负极分别是____________________。
A.铝片、铜片
B.铜片、铝片
C.铝片、铝片
D.铜片、铜片
答案:(1)铝 铜 铝的金属活动性在氢前面,且比铜强 (2)B
点拨:此题考查了原电池正、负极的判断。特别要注意金属的特殊性质。
1.下图所示装置能否实现化学能向电能的转化?
上图所示装置也是一种铜锌原电池。锌片插入ZnSO4溶液中,铜片插入CuSO4溶液中,分别构成两个电极。锌片和铜片用导线连接构成外电路(电池的外部电路);ZnSO4溶液和CuSO4溶液用盐桥连接,构成内电路(电池的内部电路)。当盐桥插入后,检流计的指针偏转,显示有电流产生,反应释放的能量转化为电能。在这种原电池中,两个电极反应是在彼此隔离的条件下进行的,锌与Cu2+不直接发生反应,这样可以更彻底地将反应所释放的能量转化为电能。
由铜锌原电池可知,原电池中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行。发生氧化反应的电极是阳极,发生还原反应的电极是阴极。在铜锌原电池的内电路,锌极发生氧化反应,锌极是阳极;铜极发生还原反应,铜极是阴极。对于电池来说,电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。在铜锌原电池的外电路,电子由锌极流向铜极,锌极是负极,铜极是正极。在原电池中,正极上得电子的数目和负极上失电子的数目相等。原电池的两个电极反应组成电池的总反应,这个总反应叫做电池反应。
将热的琼脂溶液(可以是KCl溶液或NH4NO3溶液)倒入U形管中(注意不要产生裂隙),将冷却后的U型管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中,即可得到盐桥。
离子在盐桥中能够定向移动。通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来,可使电流持续传导。
(2)原电池的表示式
以上装置的铜锌原电池可以用下式表示:
(一)Zn/ZnSO4/CuSO4/Cu(+)
负极在左,正极在右;“|”表示电极材料与电解质溶液的界面;“”通常表示盐桥。必要时,还可加注电解质溶液的浓度等信息。
Zn2+在锌片表面的溶解和沉积过程同时进行
2.原电池的电流是怎样产生的
我们以铜锌原电池为例来分析原电池的电流是怎样产生的。
锌片上和ZnSO4溶液中都存在Zn2+。在锌片和溶液的接触面上,水分子与金属表面的Zn2+相互吸引,发生水合作用,使部分Zn2+离开锌片进入溶液:
Zn―→Zn2++2e-
溶液中的Zn2+也可以沉积到锌片的表面:
Zn2++2e-―→Zn
由于前一过程的趋势大于后一过程,并且锌片上的电子不能自由进入溶液,因而锌片带负电荷。又由于异性电荷的吸引作用,锌片上的电子与溶液中的Zn2+在金属一水界面的两侧聚积,最终在锌片和ZnSO4溶液的界面达到溶解与沉积的平衡状态:
Zn??Zn2++2e-
此时,由于锌片与溶液的界面两侧电荷不均等,便产生了电势差。
铜原子和锌原子失电子的能力不同,因此铜电极和锌电极的溶解一沉积平衡状态不一样,两个电极材料与其溶液间的电势差不相等。由于锌原子比铜原子容易失电子,在锌电极的锌片表面上积累的电子比铜电极的铜片表面上积累的电子多,因此将两极接通后,电子由锌片流向铜片。电子的移动破坏了两极的溶解一沉积平衡,锌极的平衡由于电子移走而向溶解方向移动,铜极的平衡由于电子移入而向沉积方向移动;结果使电子持续流动形成电流。
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