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高三原电池复习课导学案
考纲要求:
1.了解原电池的工作原理
2.能写出电极反应方程式和电极总反应式。
知识回顾
(1)Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+
指出氧化剂 氧化产物
还原剂 还原产物
(2)Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
氧化剂 氧化产物
还原剂 还原产物
(3)在如图所示的锌铜原电池中:
Zn为 极,Cu为 极;负极上发生 反应,电极反应式为 ,正极上发生 反应,电极反应式为 电子流出的极是 极,电子流入的极是 极;电流方向 。盐桥中的盐溶液是 溶液,其作用为 。盐桥中的 会移向ZnSO4溶液, 移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性。该原电池工作一段时间后,两电极的质量将会 。
知识归纳
(一)原电池是把 转化为 的装置。
(二)构成条件
(1)能自发地发生 反应。
(2)电解质溶液(构成电路或参加反应)。
(3)由还原剂和导体构成 极系统,由氧化剂和导体构成 极系统。
(4)形成 (两电极接触或用导线连接)。
自我检测: 理论上不能用于设计成原电池的反应是( )
联想自反反应:△H-T△S是否小于零?
A.HCl+NaOH= NaCl+H2O ΔH<0
B.2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(l) ΔH<0
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)= 4Fe(OH)3(s) ΔH<0
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH<0
(三)原电池形成原理(以Cu-Zn原电池为例)
(1)电极反应(以铜锌原电池为例,如右图)
电极反应:负极:
正极:
原电池反应:
(2)电子流向:外电路中:电子从____极→____极;
(3)电流方向:外电路中:电流从____极→____极;
(4) 极发生氧化反应, 极发生还原反应
(5)电解质溶液中离子定向移动方向:外电路中:阳离子→ ,阴离子→
(四)原电池正负极的判断方法
1
2.
3.
4.
5.
特别提醒
①原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应,如果给出一个方程式判断正、负极,可以直接根据化合价的升降来判断。发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极。铁电池的总反应为:例如纽扣电池:
Ag2O + Zn === 2Ag + ZnO ...
②判断电极时,不能简单地依据金属的活泼性来判断,要看反应的具体情况,如:a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子,Al作负极,Mg作正极;b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后,比Cu等金属更难失电子,Cu等金属作负极,Fe、Al作正极。
自我检测:
某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极,以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。
①给你一只安培表,请你画出该原电池的示意图,并标出正负极。
②一段时间后,铝片发生的电极反应式是 ;
镁条表面只有极少量的气泡产生,则镁电极发生的主要反应的电极反应式为
。
(五)电极反应方程式的书写
写出下列原电池的电极反应式和原电池总反应式
1.负极:
正极:
总反应式:
2. Cu Fe 浓硝酸形成原电池则:
①Cu作 极, ②Fe作 极
电极反应式是:负极 正极
总反应式是
3. CH4酸性溶液燃料电池中的总反应式:
正极反应式:
负极反应式
若在 碱性溶液燃料电池中的总反应式:
正极反应式:
负极反应式:
你是如何又快又准的书写电极及总反应式的?能分享一下吗?
(六)设计原电池
设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是:
①首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应;②根据原电池的电极反应特点,结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。
a.电极材料的选择
在原电池中,选择还原性较强的物质作为负极;氧化性较强的物质作为正极。并且,原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液反应
b.电解质溶液的选择
电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在锌—铜—硫酸构成的原电池中,负极金属锌浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中,而正极金属铜浸泡在含有Cu2+的溶液中。
三:课堂检测
1.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连并接上电流计时,电流计指针偏向b,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )
A.a > b > c > d B.a > c > d > b
C.c > a > b .> d D.b > d > c > a
2.某原电池的总反应是Zn+Cu2+ = Zn2++Cu,该原电池的正确组成是 ( )
?
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Zn
Cu
负极
Cu
Zn
Cu
Zn
电解质溶液
CuCl2
CuCl2
ZnCl2
ZnCl2
3.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应: ;
负极反应: 。
4、下列装置中,能组成原电池的是
5. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关电极及电池方程式
负极:2CO+2CO32- —4e—== 4CO2
正极:
总反应式
6.如图所示,甲池中电池反应式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,已知B电极质量不变,C、D为石墨电极,乙池中为200 mL饱和NaCl溶液。回答下列问题:
(1)A极为 极(填“正”或“负”),电
极材料为 ,发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(2)写出乙池的电极反应式:阳极反应式为 ;阴极反应式为 。
(3)A电极质量减少0.64 g时,此时乙池中电解液的pH为 (忽略反应过程中溶液体积的变化),C电极上产生的气体在标准状况下的体积为 L。
四: 课堂小结:
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