高中化学第一节 原电池评课课件ppt

4.1.1原电池的工作原理提升练-人教版高中化学选择性必修1

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．298K时，在FeCl３酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+。据此某学习小组设计如图所示的原电池装置。下列有关说法正确的是

A．正极反应为：Zn – 2e－→Zn2+

B．盐桥中K+向右池移动

C．Pt电极上有气泡出现

D．左烧杯中溶液的红色变浅

2．“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为Ti02电极，b为Pt电极，c为WO3电极，电解质溶液为pH=3的Li2SO4一H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是

A．若用导线连接a、c，则a为负极，该电极附近pH减小

B．若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HxWO3-xe一=WO3+xH+

C．若用导线先连接a、c，再连接b、c，可实现太阳能向电能转化

D．若用导线连接b、c，b电极的电极反应式为O2+4H++4e一═2H2O

3．一种石墨烯锂硫电池(2Li+S8=Li2S8)工作原理示意如图。下列有关该电池说法正确的是

A．B电极发生还原反应

B．A电极上发生的一个电极反应为：2Li++S8+2e-=Li2S8

C．每生成1mol Li2S8转移0.25mol电子

D．电子从B电极经过外电路流向A电极，再经过电解质流回B电极

4．下列有关化学反应速率的说法中正确的是

A．100mL 2mol/L 的盐酸与锌反应时，加入适量的CuSO4溶液，生成H2的反应速率变小

B．用铁片与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸，生成H2的反应速率增大

C．SO2的催化氧化是放热反应，所以升高温度，v逆增大，v正减小

D．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减小

5．一种强碱性锌-空气电池工作示意图如下。下列说法正确的是

A．电流从Zn电极流出

B．气体扩散电极上的电极反应式为：

C．隔膜是阳离子选择性膜

D．该装置是将光能转变为电能

6．下列装置能够组成原电池，产生电流的是

A． B． C． D．

7．从NaHPbO2溶液中回收Pb的原电池装置如图所示。

下列说法不正确的是

A．a极为原电池的负极

B．溶液中Na+从b极区迁移至a极区

C．b极区的电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O

D．该原电池工作一段时间后，a极区溶液的pH增大

8．自来水管道中铸铁管、镀锌管已被弃用，其原因可用原电池原理来解释，相关示意图如下。下列有关说法不正确的是

A．如果是镀锌管，则a极为Zn，是负极，不但会造成管道锈蚀，同时负极产生的溶于自来水也可能会对人体产生危害

B．b极发生的电极反应为：+H2O-2e-=+2

C．由于构成了原电池，所以一定程度上减弱了自来水中余氯的杀菌消毒能力

D．从自来水厂到用户自来水经过与该类管道的长期接触，它的酸碱性发生了变化

9．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是

A．两烧杯中H+均移向铜片 B．甲中铜片是负极，乙中锌片发生氧化反应

C．两烧杯中溶液的pH均增大 D．产生气泡的速度甲比乙慢

10．某原电池的结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是

A．锌棒为正极 B．铜棒为正极

C．锌棒质量增大 D．电子从铜棒经外电路流向锌棒

二、填空题

11．原电池原理在生产、生活中应用广泛。回答下列问题：

(1)市场上出售的“热敷袋”主要成分是铁屑、碳粉和少量氯化钠、水等。在“热敷袋”使用前，用塑料袋使之与空气隔绝；使用时打开塑料袋轻轻揉搓，就会放出热量使用完后，会发现袋内有许多铁锈生成。

①与正常铁生锈相比，“热敷袋”内铁生锈明显更快，原因是       。

②碳粉的作用是       ，氯化钠的作用是       。

(2)一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置工作示意图如图所示：

①在空气里，微生物将垃圾渗透液硝化，写出该反应的离子方程式：       。

②电极X是该电池的       (填“正”或“负”)极，另一电极的电极反应式为       。

③电子由       (填“X”或“Y”，下同)极经导线移向       极；当转移电子时，生成标准状况下N2的体积为       。

12．含氮、磷、砷化合物的转化和处理是环境保护的重要课题。

(1)研究团队采用NaClO氧化法去除水中氨氮(、)。已知：HClO的氧化性比NaClO强；比更容易被氧化。在相同时间内，反应温度对剩余氨氮浓度和氨氮去除率的影响如图所示。40～60℃时氨氮去除率持续下降，其原因为           。

(2)十八面体结构的晶体是一种高效光催化剂，可用于实现“碳中和”，也可用于降解有机污染物。沉淀的生成速率会影响其结构和形貌，从而影响其光催化性能。

①向银氨溶液中加入溶液，离心分离、洗涤干燥后可得到高效光催化剂，写出反应的离子方程式为           。

②和在溶液中反应也可制得固体，但制得的固体光催化性能极差。从速率角度解释其原因是           。

(3)将一定量纳米零价铁和少量铜粉附着在生物炭上，也可用于去除水体中，其部分反应原理如图所示。与不添加铜粉相比，添加少量铜粉时去除的效率更高，其主要原因是           ；转化为的反应机理可描述为           。

13．双液电池中盐桥起到什么作用          ？

14．化学电源在生产生活中有广泛用途。

(1)用图所示装置研究原电池原理。下列叙述错误的是_______。

A．Cu棒和Zn棒用导线连接时，铜棒上有气泡逸出

B．Cu棒和Zn棒不连接时，锌棒上有气泡逸出

C．无论Cu棒和Zn棒是否用导线连接，装置中所涉及的总反应都相同

D．无论Cu棒和Zn棒是否用导线连接，装置都是把化学能转化为电能

(2)已知甲醇的化学式为，甲醇的燃烧热，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，正极的电极反应式为       。

(3)理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为       (用小数表示，保留3位小数。燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。

(4)氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括_______。

①原料来源广  ②易燃烧、热值高  ③储存方便  ④制备工艺廉价易行

A．①② B．①③ C．③④ D．②④

(5)关于铅蓄电池的说法正确的是_______。

A．在放电时，正极发生的反应是

B．在放电时，该电池的负极材料是铅板

C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

D．在充电时，阳极发生的反应是

(6)关于锂电池的叙述正确的是_______。

A．电能转化为化学能 B．电容量大，质量轻

C．不可循环充电使用 D．废旧锂电池是干垃圾

15．生活中，电池无处不在。形式多样化的电池，满足不同的市场需求。下列是几种不同类型的原电池装置。

(1)某实验小组设计了如图甲所示装置：a为铝棒，b为镁棒。

①若容器中盛有溶液，a极为       (填“正极”或“负极”)；b极附近观察到的现象是       。

②若容器中盛有浓硫酸，b极的电极反应式是       ，导线中电子的流动方向是       (填“a→b”或“b→a”)。

(2)铜—银原电池装置如图乙所示，下列有关叙述正确的是       (填标号)。

A．银电极上发生还原反应

B．电池工作一段时间后，铜极的质量增加

C．取出盐桥后，电流计依旧发生偏转

D．电池工作时，每转移0.1mol电子，两电极的质量差会增加14g

(3)乙烯是水果的催熟剂，又可用作燃料，由和组成的燃料电池的结构如图丙所示。

①乙烯燃料电池的正极反应式是       。

②物质B的化学名称为       。

③当消耗2.8g乙烯时，生成物质B的体积为       L(标准状况下)。

16．(1)如图所示，若C为浓硝酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe，A电极材料为Cu，则B电极的电极反应式为      ，A电极的电极反应式为      ；反应进行一段时间后溶液C的pH将      (填“升高”“降低”或“基本不变”)。

(2)我国首创以铝­空气­海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是      ，正极反应为      。

(3)熔盐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CO2的混合气为正极助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。负极反应式为2CO＋2CO-4e-=4CO2，正极反应式为      。

17．如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请根据原电池原理回答问题：

(1)若电极a为Zn、电极b为Fe、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，SO向       (填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为       。

(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的正极材料为       ，电子沿导线向       (填“a”或“b”)极移动。

(3)若电极a为Mg、电极b为Al、电解质溶液为氢氧化钠溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为       ，电子从       (填“a”或“b”)极流出。一段时间后，若反应转移3NA个电子，则理论上消耗Al的质量是        g。

18．(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

①B中Sn极的电极反应式为    ，Sn极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)     。

②A中总反应离子方程式为   。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是     。

(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①电池的负极是     (填“a”或“b”)，该极的电极反应是：     。

②电池工作一过程中正极pH     ，负极pH值   ，一段时间后电解质溶液的pH    (填“增大”、“减小”或“不变”)。

19．铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2 O转化为Cr3+，其电极反应式为           。

20．现有A、B、C、D、E五种常见短周期元素，已知：

①元素的原子序数按A、B、C、D、E依次增大，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；

②A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素；B与C的位置相邻；C元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；

③B、D、E三者的最高价氧化物有水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素；

④B、E两种元素原子最外层电子数之和等于A、C、D三种元素原子最外层电子数之和。

请填写下列空白：

(1)写出乙+丙在溶液中反应的离子方程式                                  。

(2)化合物BA3与BC在加热和有催化剂存在的条件下能发生反应，生成两种无毒物质，其反应的化学方程式为：                                           。

(3)用电子式表示化合物D2C的形成过程                                         。

(4)某原电池中，电解质为KOH溶液,分别向负极通入碳元素与元素C（原子物质的量之比1：1）形成的化合物,向正极通入元素C最常见的单质,试完成下列问题：

正极反应：                        ；负极反应：                        ；

三、实验题

21．某小组研究溶液中与、的反应。

资料：在溶液中呈棕色。

(1)研究现象中的黄色溶液。

①用       溶液检出溶液中含有。

②甲认为是氧化了溶液中的。乙认为不是主要原因，理由是       。

③进行实验II，装置如下图所示。左侧烧杯中的溶液只变为黄色，不变为棕色，右侧电极上产生无色气泡，经检验该气体为。产生的电极反应式是       。

(2)研究现象中的棕色溶液。

综合实验I和实验II，提出假设：现象中溶液变为棕色可能是与溶液中的或发生了反应。进行实验III，证实溶液呈棕色只是因为与发生了反应。实验III的操作和现象是     。

(3)研究酸性条件下，溶液中与、的反应。

①i中溶液变为棕色的离子方程式是       和       。

②iii中出现棕色的原因是       。

实验结论：本实验条件下，溶液中、的氧化性与溶液的酸碱性等有关。

22．某次银镜反应实验完成后，甲同学在清洗试管时，发现向做过银镜反应的试管内滴加0.1mol·L-1Fe(NO3)3溶液，银镜会消失。

I.甲同学推测Fe(NO3)3溶液中的Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，设计如下实验方案，证明其结论：

取一支沾有少量Ag的试管，加入5mL0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液(过量)，充分振荡，发现银镜消失较慢，溶液黄色明显变浅，产生较多白色沉淀。

(1)为了证明甲同学推测正确。实验完成后向试管中加入    。

(2)该实验方案中涉及化学反应的离子方程式为    。

II.乙同学在甲同学实验方案基础上又设计了如表列实验方案：

(3)乙同学的实验目的为    ，根据实验目的可以判断出步骤c中的试剂A可为调节pH=2的    溶液。

III.丙同学查阅资料发现，Ag+、Fe3+的氧化性差异不大，推测在一定条件下Ag与Fe3+反应可能是可逆反应，改用如图所示装置进行探究，连接装置(盐桥中的物质不参与反应)，进行表中实验操作并记录电流表读数。

(4)根据步骤C中电流表读数x确定Ag与Fe3+反应是可逆反应，请具体说明如何通过电流表的读数x判断该反应为可逆反应：    。

23．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1稀硫酸中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。

（1）写出甲池中发生的有关电极反应式：负极          ，正极             。

（2）乙池中负极为        ，正极发生        反应，总反应的离子方程式为           。

（3）如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出        （填写元素符号，下同）活动性更强，而乙会判断出        活动性更强。

（4）由此实验，可得到如下哪些结论？        。

a．利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质

b．镁的金属性不一定比铝的金属性强

c．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值

d．该实验说明化学研究对象复杂，反应条件多变，应具体问题具体分析

（5）上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法        （填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案：          。

参考答案：

1．D

2．B

3．B

4．D

5．B

6．C

7．A

8．B

9．C

10．B

11．     “热敷袋”内铁生锈是原电池反应     作原电池的正极     形成电解质溶液，增强导电性          负          X     Y     0.896L

12．(1)次氯酸不稳定，加热易分解

(2)          和在溶液中Ag+、浓度大，生成沉淀的速率快，十八面体结构的晶体

(3)     纳米零价铁、铜粉水构成原电池，加快去除水体中的速率     得到纳米零价铁失去的电子生成，在纳米零价铁、铜粉得电子转化为

13．盐桥中的阴阳离子向两极移动，使两电解质溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行

14．(1)D

(2)

(3)0.966

(4)A

(5)B

(6)B

15．     负极     有气泡产生               AD          二氧化碳     4.48

16．               升高     铝         

17．(1)     a     2H＋＋2e-=H2↑

(2)     Ag     b

(3)     Al     b     27

18．     2H+ +2e- =H2↑     增大     Fe+2H+=Fe2+ + H2↑     BAC     a     CH4-8e-+10OH-=+7H2O     增大     减小     减小

19．Cr2O+6e—+14H+=2Cr3++7H2O

20．(1)

(2)4NH3 + 6NO5N2 +6 H2O

(3)

(4)     O2+4e-+2H2O＝4OH-    

21．(1)          两个实验过程均有，但溶液中无明显变化    

(2)将通入溶液中,溶液由浅绿色变黄色最后变棕色,将通入溶液中，无明显变化

(3)               两层液体界面上H+、与Fe2+反应，生成棕色的[Fe(NO)]2+

22．(1)

(2)

(3)     验证酸性条件下Fe3+和均可以氧化单质银    

(4)从电压表读数x可以看出加入浓Fe2(SO4)3溶液后，电流方向会发生偏转，乙电池中Ag变为负极，证明Ag与Fe3+反应是可逆反应

23．     Mg－2e－=Mg2＋     2H＋＋2e－=H2↑     Al     还原     2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO＋3H2↑     Mg     Al     ad

     不可靠     根据电路中电流的方向或电子转移的方向