盐桥的工作原理类原电池的作用原理全析

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人教版选修4《化学反应原理》第四章第一节《原电池》说课稿
化学  加入时间:  徐进龙  点击:1618  评论数:
人教版选修4《化学反应原理》第四章第一节《原电池》说课稿
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &乌鲁木齐八一中学&& 马燕荣
一、&&&&&&& 说教材&教材分析:
<一>教材内容的地位和作用:
本节内容是在《必修2》中第二章第二节《化学能与电能》的基础上,进一步介绍原电池的组成和工作原理,通过对原电池中闭合电路形成过程的分析,引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念,要求学生能够写出相关的电极反应式和电池反应方程式,从本质上了解原电池的工作原理,帮助学生对电化学的研究和应用范围形成一个概貌性的认识,是在必修2基础上的深化。
<二>教学目标:
1.知识与技能:
(1)使学生理解原电池的化学原理,了解半电池、盐桥、内电路、外电路等概念;
(2) 掌握电极反应式和电池反应方程式;
(3)能够用原电池原理来设计简单的原电池。
(4)训练学生的实验操作技能;
(5)了解电池电能输出能力大小的影响因素;
2.过程与方法:
(1)通过实验不断总结p 发现p 归纳知识的要点,培养学生的思维能力和创造能力。
(2)体验化学能转化为电能的探究过程,培养学生设计实验p亲自动手实验和观察分析的能力。
&3.情感态度与价值观:
(1)培养学生学习化学的兴趣,善于合作的团队精神。
(2)使学生体会理论与实际应用的不同,体验科学探究的艰辛与喜悦,感悟科学研究对人类文明的推动作用,享受化学世界的奇妙与和谐。
&三&&教学重点和难点:
重点:进一步了解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式,理解盐桥的作用。
难点:理解盐桥在原电池中的作用
二.说学法:
学生在必修化学2中学习了由锌片、铜片和稀硫酸溶液组成的简单原电池,初步了解了原电池原理。在本节课,学生通过&问题情景&实验探究&质疑讨论&分析推理&整合运用&的学习方法,学习带有盐桥的较复杂的原电池,进一步认识到原电池的构成和反应原理,了解设计原电池、选用正负电极的原则。并拓展了影响原电池输出电能能力因素的知识。
本课教学,充分调动学生在学习过程中的自主意识,以实验为载体,创设问题情景,将对原有知识的回顾和新知识的引入融为一体,将实验探究和思考交流交替进行,凸显学生的主体作用。
&& &根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要,采取了启发、讨论、实验探究等教学方法,并结合多媒体和数字化实验设备进行教学。
四. 教学过程
&一&演示实验引入对章节的总体介绍
【教师演示】:锌粉与CuSO4 溶液反应,测量溶液温度的变化。(下图:温度-时间图)
通过学生观察和思考该实验中能量是如何转化的?化学反应的化学能能不能直接转化为电能?什么装置可以做到?很自然地由化学反应与能量变化的主线引入对章节的总体介绍,让学生了解电化学就是研究化学能与电能相互转换的装置p过程和效率的科学。它包括原电池(化学能转化为电能)和电解(电能转化为化学能)2部分。并为后面学生设计原电池装置将该反应的化学能直接转化为电能埋下伏笔。
&二&引入对原电池的进一步研究。
通过(图片展示各种化学电源),让学生感受,利用原电池原理设计的化学电源在我们生产生活的各个领域都起着非常重要的作用。激发学生对原电池研究的兴趣,并引入对原电池的进一步研究。
&三&复习旧知并引入对原电池电流效率的讨论
进入本课题《原电池》以后,首先通过学生自己动手实验,将本节课一开始,教师演示的化学反应的化学能直接转化为电能。
在这里主要有2个目的,一是要通过学生自己动手进行实验,复习高一学习的原电池的知识;二是在实验中通过学生观察和分析,发现原电池在实现能量转化过程中存在的矛盾,自然引发对解决矛盾的设想即对原电池电流效率的讨论
【学生实验一】:
1.设计实验将上述锌与硫酸铜反应所释放的能量转化为电能并实施你所设计的实验。
2.动手实验,观察电流计的开始计数大小及变化(可作出电流随时间变化的图像),注意两电极上的变化 并记录现象.&&&&&&&&&&&&&& (如下图所示):
【汇报与交流】:
1.汇报你所设计的原电池装置,并指出正负极材料,分析反应的原理。
2.汇报在反应过程中电流计的开始计数大小及变化,两电极上的变化 。
3.分析出现该变化的原因。
[讨论】:如何改进以上装置,提高电流效率?
&四& 传授新知
在教师引导下,学生通过对如何改进装置,提高铜锌原电池电流转化效率的讨论,已经想到要将还原剂与氧化剂分开,但是要怎样构成闭合回路,这是学生感觉困难的问题。有些学生很可能会提出用金属来连接2个电解质溶液构成闭合回路,教师可以按学生的想法演示,观察发现虽然在短时间有电流,但终无法实现(如下图左所示)。此时教师就可以传授新知识,介绍含有电解质溶液的盐桥,并通过演示实验,引导学生发现,通过盐桥连接,闭合电路形成而且能够对外输出持续,稳定的电流(如下图右所示)。
【教师演示实验】(-)ZnZnSO4‖CuSO4Cu (+)
紧接着引导学生思考:盐桥的作用。形成闭合电路这个作用学生是比较容易理解的。但是平衡电荷的作用学生是不容易想到的。教师需要引导学生对比金属连接的现象,让学生意识到盐桥不仅仅是形成闭合回路,它还有离子库的作用,通过离子的定向移动,保持左右2个溶液的电中性,保证正常的对外供电。
最后通过动画演示微观的原理,师生共同再分析其中的原理,并介绍双液原电池、半电池、盐桥、内电路、外电路、电极反应式和电池反应方程式,以及电子和溶液中离子的运动方向,强化对原电池原理的理解。
学习了双液原电池以后,教师会引导学生与之前的单液原电池进行对比,让学生认识到二者的原理是相同的,不同的是单液原电池中,氧化剂与还原剂直接接触,影响了电流效率,在双液原电池中,氧化剂和还原剂近乎完全隔离,在不同区域之间通过特定装置实现了电子的定向转移,为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要条件,也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。
&五&进一步对影响原电池输出电能能力的因素进行探究
然后通过学生活动:利用Fe&+&Cu2+&=&Fe2+ + Cu, 设计一个原电池.并画出设计的原电池装置图。并由学生进行实验演示,不但巩固了所学知识,而且引入对影响原电池输出电能能力因素的探究。
在此活动中教师引导学生观察电流值(如下图左所示)和之前锌铜原电池的电流值相比的变化,把铁片换成镁片(如下图右所示)再进行对比。通过分析其中的电极反应,使学生意识到原电池输出电能的能力与组成原电池的反应物的氧化还原能力有关。
这节课到了这里,重点的内容基本上都已经完成了!因为学生的层次有所差异,重点班的学生基本上到了这里课堂时间也就差不多了!所以教师会简单的介绍一下。而实验班的学生还有一些课堂时间,所以补充了对影响原电池输出电能能力因素的探究。电解质溶液的浓度和两极的距离也会影响到原电池的输出电能的能力。其实我们生活中就有利用这些原理的例子,比如:酸性的锌锰干电池快没电的时候我们会把它咬一咬,就能再多使用一段时间了!不就是为了增大电解质溶液的浓度同时减小两极距离从而增强原电池的输出电流吗?
【学生实验二】:
1. 将锌铜和硫酸溶液组成原电池, 将两个电极逐渐靠近,观察电流值的变化并作出电流变化的图像(如下图左所示)
2.从上述锌铜和硫酸溶液组成的原电池中取出两电极, 插入到另一个盛有被稀释的硫酸的烧杯中,观察电流值的变化并作出电流变化的图像(如下图右所示)
要求:写出以上原电池的负极和正极反应式以及该电池的总反应方程式。
【学生探究结果汇报】
通过猜想和探究,让学生感受到:原电池输出电能的能力,首先取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力;同时,装置设计的合理性以及影响电极反应的条件也是至关重要的因素。
&六& 课堂小结
本课的课堂小结通过学生思考与交流:问题1.通过本节课,你对原电池有了哪些新的认识?让学生对本节课所学的知识做一个梳理和总结。问题2.在利用原电池原理研制具有实用性的化学电源时,你认为需要考虑哪些问题?既可训练学生将所学知识运用于实践去解决实际问题的能力,也可作为下一节&化学电源&的思考题。还可鼓励学生将此问题做为课外研究性学习的课题。
&七&巩固提高&&& &八&学生作业
&将化学能转换成电能
一.原电池的工作原理:
五.板书设计
Zn-2e=Zn2+
&铜锌原电池
电解质溶液
失e,沿导线传递,有电流产生
Cu2++ 2e-&= Cu
双液原电池:将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行,再以适当的方式连接起来,从而获得了稳定持续的电流。
盐桥的作用:(1)形成闭合回路;(2)平衡电荷。
二.原电池输出电能的能力:首先取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力;同时,装置设计的合理性以及影响电极反应的条件也是至关重要的因素。
没有相关信息蓝天白云--南康中学蓝善亮化学工作室
当前位置:&&&
《原电池》课堂教学设计
上传: 罗琴 &&&&更新时间: 15:35:46
1、分析本节内容的地位和作用 本节内容为高中化学新课程(人教版)选修4的第四章电化学的重要内容之一。该内容学生在必修2已有一定的了解,本节是该内容的加深,主要是增加了一个盐桥内容。掌握本节知识,对指导学生了解生活中电池使用原理、金属腐蚀和防护,研究探索发明新电池有重要意义。 2、了解学情底码 已有基础:对原电池原理有初步认识;具有一定的实验探究能力。 局限认识:氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。 发展方向:通过实验活动对原电池原理形成完整认识,提高探索解决问题的能力。 3、明确教学目标 知识与技能:深入了解原电池的工作原理。对原电池的形成条件有更完整的认识。学会书写电极反应式和电池总反应。能根据反应设计简单的原电池。 过程与方法:通过Pb-CuSO4电池的设计活动,感悟科学探究的思路和方法,进一步体会控制变量在科学探究中的应用。 情感态度与价值观:通过设计原电池,激发学生学习兴趣,感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。 4、研究教学重点和难点 教学重点:原电池工作原理和形成条件 教学难点:氧化还原反应完全分开在两极(两池)发生及盐桥的作用。 5、确定教学方式与教学手段 以&教师启发引导,学生实验探究,自主分析设计&的学习方式学习。在教师引导下,通过学生不断深入认识原电池原理和形成条件,最终实现知识和能力上的跨越。 6、教学设计过程和意图 (1)情境导课:让学生举一些手机、电子表等新型电池例子。联系生活,吸引学生注意力,唤起学生学习欲望。 (2)回顾原电池:复习基本概念,温故而知新。 学生回忆原电池的有关内容,调动学生思考,回忆概念为后期探究作准备。 板书(便于学生直观记忆、理解掌握): 1.概念 2.电极名称 3.构成条件 4.原电池工作原理(课件展示微观过程)
(3)设计原电池:(板书) 活动一、依Pb+CuSO4=PbS04+Cu反应,自主设计原电池。纸上谈兵重温原电池原理。 活动二、学生分组实验探究此原电池反应。实践出真知,培养学生实验动手操作能力。 活动三、成果展示:学生写出有关电极反应方程式,进行练习。 活动四、学生总结单池原电池的设计思路,形成整体思维模式。 活动五、学生评价原电池:电流不稳,引出新发明。 (4)改良原电池:(板书)启发分析电流不稳定的原因,引导双池原电池的设计思路,学习课本知识,按实验小组发放盐桥,重新实验。探讨盐桥的作用。能力提升到一个新的层次。 (5)盐桥的作用:(板书)教师启发引导学生理解掌握。 1.补充电荷。 2.使装置形成闭合回路。 3.提高了能量转化率。 (6)结尾的设计:学生谈谈学习本节的感受,情感表达及分享。 总体设计思想:在课程实施过程中,学生亲手实验,观察现象,提出疑问,自主解答,自主设计,合作评价。在自主提问的过程中推动课的进程,旨在培养学生的动手能力、问题意识,学会实验,学会提问、学会探究、学会设计、学会 合作、学会评价 &
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文明上网,理智发言化学:测定原电池的电动势中盐桥又什么作用?不同浓度盐桥对实验有什么影响?
化学:测定原电池的电动势中盐桥又什么作用?不同浓度盐桥对实验有什么影响?
将液接电势降低到最小的作用。
盐桥中的盐浓度尽量大(一般用饱和溶液),正负离子迁移数接近,与电池中的电解质不发生反应。KNO3的在水中的溶解度很大,正负负离子迁移数接近,与大多数电解质不发生反应。
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& 2015届高考化学一轮复习课时训练《6-2原电池的工作原理》(苏教版)
2015届高考化学一轮复习课时训练《6-2原电池的工作原理》(苏教版)
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资料概述与简介
第二单元 原电池的工作原理
(计时:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
1.(2014·茂名市第一中学模考)研究小组分别用锌片、铝片、铜片和稀硫酸进行原电池的相关探究,所得部分实验数据如下表,下列说法正确的是(  )
实验 电极甲 电极乙
A.实验Ⅰ中,甲电极的反应为2H++2e-===H2↑
B.实验Ⅱ中,H+向Al定向迁移
C.两组实验溶液的pH均增大
D.实验Ⅱ中,电子由Cu转移到Al
解析 A项,实验Ⅰ中,Zn(甲)作负极,发生反应:Zn-2e-===Zn2+,Cu(乙)作正极,发生反应:2H++2e-===H2↑;B项,实验Ⅱ中,Al(甲)作负极,Cu作正极,阳离子应由负极移向正极,即由Al极向Cu极迁移;C项,两组实验的正极反应都是2H++2e-===H2↑,反应中消耗H+,溶液的pH均增大;D项,实验Ⅱ中电子由负极(Al)经外电路移向正极(Cu)。
2.(2013·江苏)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如图。该电池工作时,下列说法正确的是(  )
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正极移动
解析 根据题意可知电池的总反应为:Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O。Mg电极是该电池的负极,A项错误。H2O2在正极发生还原反应,B项错误。石墨电极的电极反应式为:H2O2+2H++2e-===2H2O,由于水电离出的H+不断被消耗,所以该电极附近溶液的pH增大,C项正确。在原电池中,阴离子向负极移动,D项错误。
3.(2014·乌鲁木齐二诊)将反应Cu(s)+2Ag+(aq)===Cu2+(aq)+2Ag(s)设计成原电池,某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示,下列有关叙述正确的是(  )
A.KNO3盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液
B.Ag作负极,Cu作正极
C.工作一段时间后,Cu(NO3)2溶液中c(Cu2+)增大
D.取出盐桥后,电流计的指针依然发生偏转
解析 此电池Cu作负极,Ag作正极,B项错;K+应向正极移动,A项错;因负极发生反应Cu-2e-===Cu2+,工作一段时间后,Cu(NO3)2溶液中c(Cu2+)增大,C项正确;取出盐桥,不能形成闭合回路,无电流通过,D项错。
4.(2014·山东省实验中学调研)锂碘电池可用于心脏起搏器的电源。该电池反应为:2Li(s)+I2(s)===2LiI(s) ΔH<0,已知:4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ΔH1=-324 kJ/mol,4LiI(s)+O2(g)===2Li2O(s)+2I2(s) ΔH=-114 kJ/mol。下列结论中,不正确的是(  )
A.该电池反应2Li(s)+I2(s)===2LiI(s)的
ΔH=-105 kJ/mol
B.电池正极反应为Li-e-===Li+
C.当有14 g Li消耗时,电路中转移2 mol e-
D.该电池放电过程中电池的总质量保持不变
解析 Li作负极,所以负极反应为Li-e-===Li+,B选项错误。
5.(2013·沈阳模拟)下列关于如图所示装置的叙述中正确的是(  )
A.电流由铁钉经过导线流向石墨棒
B.该装置是一个简易的电解饱和食盐水的装置
C.石墨棒上发生的电极反应为:2H++2e-===H2↑
D.石墨棒上发生的电极反应为:2H2O+O2+4e-===4OH-
解析 题图装置是一个原电池装置,B项错;铁钉为负极,电流由石墨棒经过导线流向铁钉,A项错;中性条件下,铁发生吸氧腐蚀,石墨棒上发生的电极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-,C项错,D项正确。
6.分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是(  )
A.①②中Mg作为负极,③④中Fe作为负极
B.②中Mg作为正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑
C.③中Fe作为负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
D.④中Cu作为正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑
解析 Mg比Al活泼,在①中Mg做负极,但在NaOH溶液中,Mg不反应,而Al可以反应,故②中Al是负极。在浓HNO3中铁会钝化,故Cu为负极,Fe为正极。在④中由于不断向Cu极附近通入空气,而O2比溶液中的H+得e-能力强,故Fe失去的电子在Cu极被O2得到。电极反应式应为:O2+2H2O+4e-===4OH-。
7.综合如图判断,下列说法正确的是(  )
A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+
B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D.放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
解析 装置Ⅰ中,由于Zn比Fe活泼,所以Zn作原电池的负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;Fe作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。由于正极有OH-生成,因此溶液的pH增大。装置Ⅱ中,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+;Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑。正极由于不断消耗H+,所以溶液的pH逐渐增大。据此可知A、B项皆错,D项正确。在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,所以C项错误。
8.(2012·四川)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是(  )
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动
B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2O
D.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O===4OH-
解析 电解质溶液中阳离子应向正极移动,A项错误;酸性溶液中,正极电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O,D项错误;结合正极反应式,转移0.4 mol电子时,消耗O2 0.1 mol,其在标准状况下的体积为2.24 L,B项错误;C项符合题目要求,正确。
9.(2014·福州一中月考)控制适合的条件,将反应Fe3++Ag??Fe2++Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂-硝酸钾溶液;灵敏电流计的0刻度居中,左右均有刻度)。已知,接通后,观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是(  )
A.在外电路中,电子从石墨电极流向银电极
B.盐桥中的K+移向乙烧杯
C.一段时间后,电流计指针反向偏转,越过0刻度,向左边偏转
D.电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉,电流计指针将向左偏转
解析 由题给电池反应可知,银作负极,石墨作正极,在外电路中,电子从银电极流向石墨电极,A项错误;盐桥中的K+移向甲烧杯,B项错误;一段时间后,电流计指针将居中,C项错误。
10.(2014·黄山二检)我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项专利的锂钡氧化物二次电池,其成本较低,对环境无污染,能量密度远远高于其他材料的电池。电池总反应为V2O4+xLiLixV2O4,下列说法正确的是(  )
A.该电池充电时,锂极与外电源的负极相连
B.该电池放电时,Li+向负极移动
C.该电池充电时阴极的反应为LixV2O4-xe-===V2O4+xLi+
D.若放电时转移0.2 mol电子,则消耗锂1.4x g
解析 A选项正确,放电时,锂极是负极,锂被氧化,充电时,锂极连接外电源的负极作阴极,使化合态锂还原为锂单质;B选项错误,放电时,负极是锂被氧化,Li+向正极移动;C选项错误,充电时阴极发生的是还原反应;D选项错误,放电时转移0.2 mol电子,将消耗0.2 mol Li,即1.4 g。
二、非选择题(本大题共4小题,共50分)
11.(12分)为节省药品和时间,甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液、直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器(用品),通过巧妙的构思,设计了比较铜、锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白:
(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜与锌不接触),向烧杯中小心加入稀硫酸,观察到的现象是________。甲同学的设计思路是________。
(2)乙同学接着甲的实验,向烧杯中滴加________溶液,进而观察到的现象是____________________。
乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱的结论所依据的原理是__________________________。
(3)丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置,向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂________溶液(作为电解液)。反应在调控下随即开始,实验中有关反应的化学方程式为_____________。实验中的明显现象是________________。
(4)请你再单独设计一个简单的实验(试剂、仪器自选),探究和证实锌、铜金属活动性的相对强弱(简单说明操作和现象)__________。
解析 从该题的实验目的来看,是要用实验证明锌和铜的金属活动性的相对强弱;从实验方法来看,有与酸反应产生气泡的快慢,构成原电池时负极比正极活泼,置换反应,金属离子在溶液中电解时的现象等。甲同学用两种金属放到酸中是否产生气泡或产生气泡的快慢来比较。乙同学在甲的基础上,加入CuSO4溶液观察现象,锌与少量硫酸铜发生置换反应生成的铜附着在锌表面形成微型原电池,加快了反应速率,产生气泡的速率加快,说明锌比铜活泼。丙同学在乙同学的基础上运用电解原理,阴极有红色的铜析出说明锌比铜活泼。最后要设计一种方案,可以将锌、铜分别同时加入到少量浅绿色的氯化亚铁溶液中,加入锌的溶液褪色而加入铜的溶液颜色无变化,说明锌比铜活泼。
答案 (1)锌片上有气泡产生,铜片上无气泡 锌能置换出酸中的氢,而铜不能
(2)CuSO4 锌片上有红色的铜析出,锌片上产生气泡的速率明显加快 活泼金属可以把不活泼金属从其盐溶液中置换出来(或Zn、Cu、稀硫酸组成原电池,Zn为负极)
(3)CuSO4 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
阴极上有红色铜析出,阳极附近有气体产生
(4)分别取一小片铜片与锌片置于两支试管中,向试管中加入少量浅绿色的FeCl2溶液,片刻后,加锌片的试管中溶液的颜色褪去,溶液近乎无色而加入铜的溶液颜色无变化(其他合理答案也可)
12.(12分)(2014·福建质检)过氧化银(Ag2O2)是银锌碱性电池正极的活性物质,可由KOH、AgNO3、K2S2O8在溶液中加热制得。
(1)在制备过氧化银的反应中,还生成了H2O和两种盐,完成下列方程式:
________KOH+________AgNO3+________K2S2O8===________Ag2O2+________+________+2H2O。
(2)银锌碱性电池(相关材料为Ag2O2、Zn、KOH)放电时正极上生成银,该电极反应式为________________,负极上生成K2Zn(OH)4,则该电池工作时的总反应方程式为____________________________。
(3)用该电池作电源,在铁上镀铜,则锌电极应与电镀池中的___________(填电极材料名称)电极相连接,电镀池中另一个电极上的电极反应式为____________。
解析 (1)生成的两种盐分别是KNO3、K2SO4。(2)电极上有银生成,说明反应物是Ag2O2,依电荷守恒原理及介质是KOH知,还有OH-生成,电极反应式为Ag2O2+4e-+2H2O===2Ag+4OH-;由负极产物有K2Zn(OH)4知,KOH也参与化学反应:Zn+Ag2O2+KOH―→K2Zn(OH)4+Ag,依得失电子守恒和质量守恒可得总反应方程式。(3)电镀时,待镀金属铁作阴极,与原电池的负极(锌)相连,Cu作阳极失去电子生成Cu2+。
答案 (1)4 2 1 1 2K2SO4 2KNO3
(2)Ag2O2+4e-+2H2O===4OH-+2Ag 
2Zn+Ag2O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4+2Ag
(3)铁 Cu-2e-===Cu2+
13.(13分)
(1)碱性锌锰干电池的剖面图如图所示,已知电池放电后的产物是Zn(OH)2和MnOOH,则其总反应式为_________________,正极反应式为_____________。电池中的锌粉能和KOH发生反应,该反应类似于铝粉与KOH的反应,其化学方程式是_________________,因此电池长时间不用会发生体积的膨胀和漏液。
(2)用高铁(Ⅵ)酸盐设计的高铁(Ⅵ)电池是一种新型可充电电池,电解质溶液为KOH溶液,放电时的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
①写出正极反应式:_______________________________。
②用高铁(Ⅵ)电池作电源,以Fe作阳极,以Cu作阴极,对足量KOH溶液进行电解,当电池中有0.2 mol K2FeO4反应时,则在电解池中生成H2________L(标准状况)。
解析 (1)根据图示可知碱性锌锰干电池两极材料分别是Zn和MnO2,放电后的产物为Zn(OH)2和MnOOH,因此易得总反应式和正极反应式。
(2)以转移的电子数为桥梁建立K2FeO4和H2的物质的量的关系:2K2FeO4~3H2,由此可知生成H2 0.3 mol,在标准状况下的体积为6.72 L。
答案 (1)Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH- Zn+2KOH===K2ZnO2+H2↑
(2)①FeO+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-
14.(13分)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应:(用离子方程式表示)____________________设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过________mol电子。
(2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极反应式为________________,这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表示溶液显此性的原因________________,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,写出发生反应的离子方程式________,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是:“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。”如果+3价铁被氧化为FeO,试写出该反应的离子方程式____________________________。
(3)如图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,如图所示。
一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液,现象是_______,电极反应为________________;乙装置中石墨为________极(填“正”“负”“阴”或“阳”),乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为__________________________,产物常用________检验,反应的离子方程式为________________________________。
解析 (1)设导线中通过的电子的物质的量为x,则负极减少28 g·mol-1·x,正极增重32 g·mol-1·x,28x+32x=12,x=0.2 mol。
(2)NH4Cl水解,溶液显酸性,正极上H+得电子,负极上Fe失电子生成Fe2+。Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,Cl2过量时,发生的反应为:2Fe3++3Cl2+8H2O===2FeO+6Cl-+16H+。
(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池,乙装置成为电解池。甲中Fe为负极,Cu为正极,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,滴加酚酞后变红色。乙中石墨(1)为阴极,与铜丝相连的电极为阳极,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。
答案 (1)Fe+Cu2+===Fe2++Cu 0.2
(2)2H++2e-===H2↑ 酸性
NH+H2O??NH3·H2O+H+
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2Fe3++3Cl2+8H2O===2FeO+6Cl-+16H+
(3)溶液变红 O2+2H2O+4e-===4OH- 阴
2Cl--2e-===Cl2↑ 湿润淀粉碘化钾试纸
Cl2+2I-===2Cl-+I2
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