原电池原理的运用
一、原电池原理的运用
1、分析是否构成了原电池:
2、判断原电池的正负极:
3、判断金属的活泼性:较活泼的金属作负极,较不活泼的金属作正极;失去电子的金属作负极,得到电子所在金属为正极。
4、分析氧化还原反应特征并书写电极反应:负极,失去电子,发生氧化反应;正极,得到电子,发生还原反应。
5、分析反应现象:Zn|ZnSO4 ||CuSO4|Cu原电池,锌片溶解,铜片加厚,硫酸铜溶液颜色变浅。
6、分析金属腐蚀电化学腐蚀的本质:金属发生电化学腐蚀的本质是负极金属失去电子被氧化。例如:钢铁的析氢腐蚀,在酸性环境中,铁作负极,失去电子被氧化,被腐蚀,
Fe-2e- Fe2+,碳作正极,氢离子得到电子被还原,析出氢气,2H++2e- H2↑
吸氧腐蚀,在中性环境和极弱酸性环境中,铁作负极,失去电子被氧化,被腐蚀,
Fe-2e- Fe2+,碳作正极,吸收氧气,得到电子被还原,O2+4e-+2H2O 4OH-
总反应有:2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 [2Fe2O3•H2O]+2H2O。钢铁的腐蚀主要是电化学腐蚀,主要是吸氧腐蚀,所以钢铁在潮湿的空气中,常温下被腐蚀生成铁锈2Fe2O3•H2O。
7、分析金属腐蚀速率的快慢:作原电池负极的金属容易腐蚀,作原电池正极的金属得到保护;作电解池阳极的金属容易腐蚀,作电解池阴极的金属得到保护。或者说,构成原电池,可以加快负极金属失去电子的速率。
8、分析金属的电化学保护方法:连接更活泼的金属,这样,活泼金属作负极,该金属作正极,而得到保护;连接直流电源的负极,这样,该金属作阴极,得到保护。
9、分析电子、电流、离子的运动方向:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
10、设计原电池:如用2H2+O2 H2O设计一个原电池,在负极通入H2,在正极通入O2,以KOH为电解质溶液,就可以设计成一个燃料电池。
负极:H2-2e-+2OH- 2H2O 正极:O2+4e-+2H2O 4OH-
二、强化练习
1、下列装置属于原电池的是( B )
A、CuSO4溶液 B、H2SO4溶液 C、CH3CH2OH D、ZnSO4溶液
2、右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出。符合这一情况的是 ( A )
a极板 b极板 X电极 Z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
3、下列比较金属活泼性的方法不正确的是(A )
A、铁离子的氧化性比铜离子强,所以铁比铜活泼
B、氢氧化镁的碱性比氢氧化铝强,所以镁比铝活泼
C、锌铜原电池中,锌作负极,所以锌比铜活泼
D、钠与冷水剧烈反应,铝与冷水不反应,所以钠比铝活泼
4、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为( D )
在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( )
A、Ag B、Zn(OH)2 C、Ag2O D、Zn
5、下图容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( A )
A、4>2>1>3 B、2>1>3>4 C、4>2>3>1 D、3>2>4>1
6、实验室中欲快速制取氢气,最好的方法应该用 ( C )
A、纯锌与稀硫酸反应 B、纯锌与浓硫酸反应
C、粗锌(含铅、铜等杂质)与稀硫酸