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时间:2018-06-14
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1、原电池原理的应用:(1)根据形成原电池判断金属的活动性根据活泼金属为负极,不活泼金属为正极,可通过组成原电池判断金属活动性。 (2)形成原电池可以加快反应速率纯锌与稀H2SO4反应速率较慢,当加入CuSO4溶液以后,反应速率加快,因为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu与Zn接触,在稀H2SO4中形成原电池,加快反应速率。 (3)根据原电池原理可以判断电池的正负极、电解质溶液、判断溶液pH的变化 (4)根据原电池原理可以保护金属不被腐蚀 (5)判断金属腐蚀程度的快慢 原电池原理的应用:1.比较不同金属的活动性强弱根据原电池原理可知,在原电池反应过程中,一般活动性强的金属作负极,而活动性弱
2、的金属(或能导电的非金属)作正极。若有两种金属A和B,用导线将A和B连接后,插入到稀硫酸中,一段时间后,若观察到A极溶解,而B极上有气体放出,说明在原电池工作过程中,A被氧化成阳离子而失去电子作负极,B作正极,则金属A的金属活动性比B强。2.加快氧化还原反应的速率因为形成原电池后,产生电位差,使电子的运动速率加快,从而使反应速率增大,如Zn与稀H2SO4反应制氧气时,可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu—Zn原电池,加快反应速率3.用于金属的防护要保护一个铁制闸门,可用导线将其与一锌块相连,使锌作原电池的负极,铁制闸门作正极。 4.设计制作化学电源设计原电池时要紧扣构成原电池的条件。
3、(1)首先要将已知氧化还原反应拆分为两个半反应: (2)然后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(一般负极就是失电子的物质,正极用比负极活泼性差的金属或导电的非金属)及电解质溶液: ①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,或者能与电极产物发生反应。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),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。如在铜一锌一硫酸铜构成的原电池中,负极金属锌浸泡在含有Zn2+“的电解质溶液中,而正极铜浸泡在含有Cu2+的溶液中. ②电极材料的选择在原电池中,选择较活泼的金属或还原性较强的物质作为负极,较不活泼的金属或
4、能导电的非金属或氧化性较强的物质作为正极。一般,原电池的负极能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料(也可以是还原性较强的非金属材料如H2、CH4等)。 (3)举例根据以下反应设计原电池:例题1、Zn-MnO2干电池应用广泛,其示意图如下,电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液.(1)该电池的负极材料是______.电池工作时,电子流向______(填“正极”或“负极”).(2)如果该电池的工作原理为:Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3+H2,其正极反应式为:______(3)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀.其主要原因
5、是______.欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的______(填代号).a.NaOHb.Zn c.Fed.NH3•H2O(4)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液.阴极的电极反应式是:______;若电解电路中通过2mol电子,MnO2的理论产量为______.答案:(1)Zn;正极。(2)2NH4++2e-=2NH3+H2(3)电化学腐蚀较化学腐蚀更快,锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀.题目中a和d选项不能除去杂质离子,c项会引入新杂质,所以应选Zn将Cu2+置换为单质而除去,故答案为:锌置换出铜,Zn+Cu2+=Cu+Zn2+,在溶液中,
6、构成铜锌原电池,加快化学反应速率;b;(4)阴极上得电子,发生还原反应,H+得电子生成氢气,因为MnSO4~MnO2~2e-,通过2mol电子产生1molMnO2,其质量为87g,故答案为:2H++2e-→H2;87g.例题2、Ⅰ、铝、铁、碳元素的单质和化合物应用广泛,三种元素的单质及化合物均可以实现下列转化:在上述每次转化时甲、乙、丙、丁四种物质中只有一种是单质,且四种物质中均含有组成该单质的元素,请回答:(1)若丙是地壳中含量最多的金属元素的单质,丁易溶于水,溶液显碱性,则丙到丁的离子方程式是______.(2)若乙是一种常见的温室气体,相同条件下,丙和丁的溶液都显碱性,且丙的溶液的碱性
7、强于丁的溶液的碱性,乙到丙的离子方程式是______.(3)若乙是有磁性的黑色晶体,在乙中加入稀硝酸后可得到丙,同时得到一种无色气体,该气体遇空气呈红棕色,该反应的化学方程式是______.Ⅱ、(4)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式为______.用上述碱性锌电池和惰性电极电解1000mL1mol/L
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