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高中一年级化学

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  • 实验题
    (1)(19分)①研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强,他设计了如下几种方案,其中合理的是        (填序号)
    A.铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出;
    B.铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2
    C.铜片置于FeCl3溶液中,铜片逐渐溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2
    D.铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中,铁片上有气泡产生,而铜片无气泡
    E.常温下,分别将铁片和铜片置于浓硝酸中,铁片不溶解,而铜片溶解
    ②请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。要求:
    a.此方案的原理不同于上述任一合理方案;
    b.在方框内绘出实验装置图并注明所需的药品;
    c.写出实验过程中的主要实验现象并用相关化学用语解释现象

    (2)学完原电池的相关知识后,甲组同学认为构成原电池必须有三个条件:①活动性不同的两极;②电解质溶液;③闭合回路。乙组同学对条件①提出异议,认为相同的两极也可以构成原电池,以下为乙组同学的实验装置简图以及实验报告的部分内容。请仔细阅读实验报告,然后将实验报告补充完整并填在相应的横线上。装置中盐桥的作用之一是使整个装置构成闭合回路。

    浓差电池与温差电池
    一、【实验目的】
    1、电池中两杯溶液及电极均相同,两杯溶液的浓度不同,可否形成原电池
    2、电池中两杯溶液及电极均相同,两杯溶液的温度不同,可否形成原电池
    3、电池中两杯溶液及电极均相同,研究两杯溶液的                对电池电压和电流的影响
    4、电池中两杯溶液及电极均相同,研究两杯溶液的                对电池电压和电流的影响
    二、【仪器与药品】略。
    三、【实验方法与步骤】
    Ⅰ、实验方法:略。
    Ⅱ、研究的步骤
    ㈠实验A:浓差电池
    电解液均为硫酸铜,电极均为铜片:
    1、甲烧杯中固定装入浓度 0.8 mol/L 的硫酸铜溶液。
    2、乙烧杯中分別装入浓度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸铜溶液。
    3、使用铜片当电极。测量这六种组合电池的稳定电压及电流,将结果记录于表 1。
    ㈡实验B:温差电池
    电解液均为硫酸铜,电极均为铜片:(步骤略,结果记录于表2)
    四、【实验结果】
    实验A:浓差电池:表1
    甲杯硫酸铜浓度 mol/L
    0.8
    0.8
    0.8
    0.8
    0.8
    0.8
    乙杯硫酸铜浓度 mol/L
    0.8
    0.4
    0.2
    0.1
    0.05
    0.025
    两杯溶液浓度差值
    0
    0.4
    0.6
    0.7
    本题信息:化学实验题难度一般 来源:未知
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    原电池原理的应用

    原电池的形成条件

    原电池原理

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    • 原电池原理的应用
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    • 原电池原理
    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。
    (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:


    原电池的构成条件: 

    (1)活泼性不同的两个电极。
    (2)电解质溶液,一般能与较活泼金属自发地进行氧化还原反应。
    (3)形成闭合回路。


    原电池中盐桥的作用:

    盐桥中的盐溶液是电解质溶液(通常装有含琼胶的KCl饱和溶液),能使两烧杯中的溶液连成一个通路。通过盐桥中阴、阳离子的定向移动(阳离子移向正极,阴离子移向负极)维持两个半电池的电中性,以使原电池连续工作。盐桥将氧化还原反应的两个半反应隔开进行,能提高原电池的工作效率,减缓电流衰减。


    原电池:

    1.定义:将化学能转化为电能的装置。
    2.工作原理:
    以铜-锌原电池为例
    (1)装置图:

    (2)原理图:

    3.实质:化学能转化为电能。
    4.构成前提:能自发地发生氧化还原反应。
    5.电极反应:
    负极:失去电子;氧化反应;流出电子
    正极:得到电子;氧化反应;流入电子
    6.原电池正负极判断的方法:
    ①由组成原电池的两级材料判断,一般是活泼金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
    ②根据电流方向或电子流动方向判断,电流是由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极。
    ③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向,在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
    ④根据原电池两级发生的变化来判断,原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
    ⑤X极增重或减重:X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极。
    ⑥X极有气泡冒出:发生可析出氢气的反应,说明X极为正极。
    ⑦X极负极pH变化:析氢或吸氧的电极发生反应后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,X极附近的pH增大,说明X极为正极。 

    原电池中的电荷流动:

    在外电路(电解质溶液以外),电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极,使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动,电性趋向平衡的闭合电路。


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