2019-2020年蘇教版高中化學(xué)選修4《原電池的工作原理》教案.doc

2019-2020年蘇教版高中化學(xué)選修4原電池的工作原理教案一、選擇題1有關(guān)原電池下列說法中正確的是()A在外電路中電子由正極流向負(fù)極B在原電池中，只有金屬鋅作負(fù)極C原電池工作時，陽離子向正極方向移動D原電池工作時，陽離子向負(fù)極方向移動【解析】在原電池中，電子由負(fù)極流向正極，陽離子向正極方向移動，陰離子向負(fù)極方向移動。當(dāng)有比Zn活潑的金屬與Zn組成原電池時，一般Zn作正極?！敬鸢浮緾2將鐵片和銀片用導(dǎo)線連接置于同一稀鹽酸中，并經(jīng)過一段時間后，下列各敘述中正確的是()A負(fù)極有Cl2逸出，正極有H2逸出B負(fù)極附近Cl的濃度減小C正極附近Cl的濃度逐漸增大D溶液中Cl的濃度基本不變【解析】Fe為負(fù)極：Fe2e=Fe2；Ag為正極；2H2e=H2，Cl的濃度基本不變?！敬鸢浮緿3某原電池總反應(yīng)的離子方程式為2Fe3Fe=3Fe2，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()A正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液B正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)2溶液C正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液D正極為銀，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液【解析】由原電池總反應(yīng)式：2Fe3Fe=3Fe2，可知負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)為2Fe32e=2Fe2，所以只有A項(xiàng)符合要求。【答案】A4某原電池，將兩金屬X、Y用導(dǎo)線連接，同時插入相應(yīng)的電解質(zhì)溶液中，發(fā)現(xiàn)Y電極質(zhì)量增加，則可能是下列情況中的()AX是負(fù)極，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液BX是負(fù)極，電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液CX是正極，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液DX是正極，電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液【解析】將金屬X、Y用導(dǎo)線連接，同時，插入相應(yīng)的電解質(zhì)溶液中，構(gòu)成原電池。負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電子經(jīng)外電路流向正極，溶液中的陽離子在正極得電子而被還原，若使Y極質(zhì)量增加，四個選項(xiàng)中，只有A正確；X是負(fù)極；Y是正極，電解質(zhì)是CuSO4溶液。【答案】A5理論上不能設(shè)計為原電池的化學(xué)反應(yīng)是(多選)()ACH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H<0BHNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)H<0CCO2(g)C(s)=2CO(g)H>0D2FeCl3(aq)Fe(s)=3FeCl2(aq)H<0【解析】只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池，故A、D項(xiàng)可以；B項(xiàng)中是復(fù)分解反應(yīng)不可以；C項(xiàng)中H>0為非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)?！敬鸢浮緽C6判斷下列裝置，哪些能形成原電池且電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn)()【解析】原電池形成條件是活潑性不同的金屬(或金屬與非金屬)作電極。電解質(zhì)溶液。外電路形成閉合回路，只要符合上述條件均可形成原電池。要使電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電子必須由導(dǎo)線流過形成電流?！敬鸢浮緼7下列關(guān)于如下圖所示裝置的敘述，正確的是()A銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B銅片質(zhì)量逐漸減少C電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D氫離子在銅片表面被還原【解析】原電池只有正、負(fù)極之分，沒有陰、陽極，故A錯誤；鋅比銅活潑，作負(fù)極，電極本身溶解，銅作正極，氫離子在銅表面上得到電子被還原為氫氣，銅片質(zhì)量不變，B錯誤；電流應(yīng)由正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，C錯誤。本題主要考查了原電池的構(gòu)成及基本工作原理?！敬鸢浮緿8(xx年上海高考)茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、PtFe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中()鋁合金是陽極鋁合金是負(fù)極海水是電解液鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)A BC D【解析】分析航標(biāo)燈的電源結(jié)構(gòu)，活潑金屬鋁合金作負(fù)極，相對不活潑金屬PtFe合金作正極，電解質(zhì)溶液是海水。鋁合金作負(fù)極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，故錯誤；正確?！敬鸢浮緼9如下圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動)。下列敘述正確的是()Aa中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色 Bb中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)Ca中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng) Db中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生【解析】本題涉及原電池的有關(guān)知識。當(dāng)兩種金屬在電解質(zhì)溶液中形成原電池時，一般活潑金屬作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)， a中Fe的活動性強(qiáng)于Cu，F(xiàn)e發(fā)生氧化反應(yīng)，銅絲上發(fā)生吸氧腐蝕，使得周圍顯堿性，酚酞變紅，A、C均錯誤。b中Al的活動性強(qiáng)于Fe，所以Al作負(fù)極被氧化成Al3，無氣體放出，F(xiàn)e作正極，鐵釘上氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)?！敬鸢浮緽10以鋅片和銅片為電極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當(dāng)導(dǎo)線中通過2 mol電子時，下列說法中正確的是(多選)()A鋅片溶解了1 mol，銅片上析出1 mol氫氣B兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量相等C鋅片溶解了1 g，銅片上析出1 g氫氣D鋅片溶解了1 mol，硫酸消耗了1 mol【解析】Zn、Cu作電極，以H2SO4為電解質(zhì)溶液的電池反應(yīng)為ZnH2SO4=ZnSO4H22e1 mol 1 mol 1 mol 2 mol65 g 2 g故通過2 mol電子時，溶解1 mol Zn片，同時銅極產(chǎn)生1 mol H2，消耗1 mol H2SO4。【答案】AD二、非選擇題11由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填表。裝置現(xiàn)象金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生正極反應(yīng)式四種金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序：【解析】由原電池的組成條件和反應(yīng)現(xiàn)象可知電極的活潑性：A>B，B>C，D>A，故D>A>B>C。中正極為2H2e=H2；中正極Cu22e=Cu；中正極反應(yīng)為：2H2e=H2?！敬鸢浮?H2e=H2Cu22e=Cu2H2e=H2DABC12如圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(指懸吊的金屬圈)_。A鐵圈和銀圈左右搖擺不定B鐵圈和銀圈仍保持平衡狀態(tài)不變C鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_。【解析】該裝置是一個Fe為負(fù)極、Ag為正極、CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液的原電池?！敬鸢浮?1)D(2)原電池反應(yīng)FeCu2=Fe2Cu，生成的銅附著在銀圈上13一個完整的氧化還原反應(yīng)方程式可以拆分，寫成兩個“半反應(yīng)式”，一個是“氧化反應(yīng)”式，一個是“還原反應(yīng)”式。如2Fe3Cu=2Fe2Cu2，可以寫成：氧化反應(yīng)：Cu2e=Cu2；還原反應(yīng)：2Fe32e=2Fe2。(1)根據(jù)以上信息將反應(yīng)3NO2H2O=2H2NO3NO拆分為兩個“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CH410OH8e=CO327H2O；O22H2O4e=4OH，則總反應(yīng)式為_?！窘馕觥?1)3NO2H2O=2HNO3NO，通過分析化合價變化，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2NO22H2O2e=2NO34H，“還原反應(yīng)”式為NO22H2e=NOH2O。(2)本題已給出了兩個“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：CH42O22OH=CO323H2O?！敬鸢浮?1)2NO22H2O2e=2NO34HNO22H2e=NOH2O(2)CH42O22OH=CO323H2O14(能力PK題)(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_；銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_。(2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47 g，試計算：產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；通過導(dǎo)線的電量。(已知NA6.021023mol1，電子電量為1.601019C)【解析】(1)由鋅片、銀片、稀H2SO4組成的原電池中很顯然鋅片為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2；銀片為正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2。(2)兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時間后，取出洗凈干燥稱重為47 g，說明鋅片反應(yīng)掉13 g，根據(jù)總反應(yīng)式可知消耗的Zn和產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量的比為11。V(H2)22.4 Lmol14.48 L通過導(dǎo)線的總電量26.021023 mol11.61019 C3.85104 C【答案】(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)4.48 L3.85104 C