百科
原电池原理
定义
将化学能转化为电能的装置。
构成前提
能自发地发生氧化还原反应。
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
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。
相关试题
用两根铂丝作电极插入KOH溶液中,再分别向两极通入甲烷气体和氧气,可形成燃料电池,该电池放电时的总反应为:CH4+2KOH+2O2==K2CO3+3H2O,下列说法错误的是 [ ] A.通甲烷的一极为负极,通氧气的一极为正极
B.放电时通入氧气的一极附近溶液的pH升高
C.放电一段时间后,KOH的物质的量会发生变化
D.通甲烷的电极反应式是:CH4+10OH-+8e-==CO32-+7H2O下图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH为电解液,下列有关说法中不正确的是 [ ] A.该能量转化系统中的水也是可以循环利用的
B.燃料电池系统产生的能量实际上来自于太阳能
C.水电解系统中的阳极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑
D.燃料电池放电时的负极反应:H2-2e-=2H+已知空气-锌电池的电极反应为
锌片:Zn+2OH-―2e-=ZnO+H2O;碳棒:1/2O2+H2O+2e-=2OH-,据此判断,锌片是[ ] A.正极,被还原
B.正极,被氧化
C.负极,被还原
D.负极,被氧化2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型燃料--丙烷,悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷和35%丙烷,已知丙烷的燃烧热为:2221.5KJ/mol,下列有关说法正确的是 [ ] A.奥运火炬燃烧主要是将化学能转变为热能和光能
B.丙烷的沸点比正丁烷高
C.丙烷、空气及铂片可组成燃料电池,在丙烷附近的铂极为电池的正极
D.丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g);△H=-2221.5kJ/mol碱性电池具有容量大,放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌--锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2 (s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是 [ ] A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为2MnO2(s)+H2O(l)+2e-= Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减少6.5g下列事实不能用电化学理论解释的是 [ ] A.轮船水线下船壳上装有一定数量的锌块
B.铝片不用特殊方法保存
C.纯锌与稀H2SO4反应时,滴入少量的硫酸铜溶液后反应速率加快
D.镀锌铁比镀锡铁耐用原电池产生电流的本质原因是 [ ] A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接
C.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子
D.电极上进行的氧化还原反应中发生了电子的转移锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。 某种锂电池的总反应式是Li+MnO2==LiMnO2。下列说法正确的是 [ ] A.Li是负极,电极反应为Li-e-=Li+
B.Li是正极,电极反应为Li+e-=Li-
C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-=MnO2-
D.锂电池是一种环保型电池生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。下列有关电极反应及产物的判断正确的是 [ ] A.负极反应可能是O2+2H2O+4e-==4OH-
B.负极反应的产物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O
C.正极反应可能是C6H12O6-24e-+24OH-==6CO2↑+18H2O
D.正极反应的产物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O如图所示,组成一种原电池.试回答下列问题(灯泡功率合适):
(1)电解质溶液为稀H2SO4时,灯泡_______(填“亮”或“不亮”,填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为:____________________
Al电极上发生的反应为:_______________________
b.若灯泡不亮,其理由为: ___________________________
(2)电解质溶液为NaOH(aq)时,灯泡__________ (填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。
a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为:________________________
Al电极上发生的反应为:_______________________
b.若灯泡不亮,其理由为:___________________a、b的活动性均比氢强,a还可以从b的硝酸盐中置换出b。将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中,下列叙述中不正确的是 [ ] A.导线上有电流,电流方向由a到b
B.a极质量减少,b极质量增加
C.b棒上析出氢气
D.a棒发生氧化反应,b棒发生还原反应将纯锌片和纯铜片按图所示插入相同浓度的稀硫酸中,以下有关叙述正确的是 [ ] A.甲装置中电能转化为化学能
B.乙装置中电能转化为化学能
C.甲装置中铜片表面有气泡产生
D.乙装置中铜片表面有气泡生成在盛有稀硫酸的烧杯中,放入用导线连接的铜片和锌片,下列正确的是 [ ] A.正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大
B.电子通过导线由铜片流向锌片
C.正极有氧气逸出
D.铜片上有氢气逸出如图甲把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液构成原电池。某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如图乙所示,则卡片上的描述合理的是 [ ] A.①②③
B.②④
C.④⑤⑥
D.③④⑤(1)写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式:_________________________;
(2)根据上述反应设计一个原电池,画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液 )
__________________________________;
(3)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出两电极洗净干燥后称量,总质量为62g,则反应过程中转移电子的数目为_______________。氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池,穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极,其电极反应式为H2+2OH--2e-==2H2O和O2+H2O+2e-==2OH-,则下列叙述正确的是 [ ] A.通入H2的一极是正极,通入O2的一极是负极
B.通入O2的一极是正极,通入H2的一极是负极
C.工作一段时间后电解质溶液的pH增大
D.工作时负极区附近pH增大下列关于实验现象的描述,正确的是____________________
① 由铜锌组成的原电池,电子是从锌经过导线流向铜
② 把铜片和锌片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜表面出现气泡
③ 把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
④ 把锌片放入盛盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,产生气泡的速率加快关于下图所示装置的叙述,错误的是 [ ] A.锌是负极,其质量逐渐减小
B.氢离子在铜表面被还原,产生气泡
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.电子从锌片经导线流向铜片原电池是把_______能转化为电能的装置。活泼金属是原电池_______极,发生_______反应(填“氧化”或“还原”);不活泼金属与其他导电材料是原电池的_______极,电解质中的阳离子在正极上_______(填“得”或“失”)电子。 以下推断或现象错误的是 [ ] A.离子化合物可能完全由非金属元素组成
B.邻二氯苯没有同分异构体,说明苯分子中不存在单、双键交替相连的结构
C.A、B两种金属用导线相连接浸泡在稀硫酸溶液中,形成原电池,金属A作负极,金属B表面产生气泡,但同样金属A直接与该稀硫酸溶液反应时,溶解腐蚀的速度会更快
D.在3 mL 5%的H2O2溶液中,滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液,观察到溶液颜色由黄色变到红褐色,当溶液无气泡产生后,溶液颜色又恢复至黄色,FeCl3在催化过程中可能参加了化学反应最早使用的化学电源(chemical power source))是锌锰电池,即大家所熟悉的干电池(dry cell),其结构如下图所示:尽管这种电池的历史悠久,但对它的电化学过程尚未完全了解。一般认为,放电时,电池中的反应如下:
E极:2MnO2+2H2O+2e-==2MnO(OH)+2OH-
F极:Zn+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2+2H++2e-
总反应式:2MnO2+Zn+2NH4Cl === 2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2
下列说法正确的是[ ] A.E极是电池的正极,发生的是氧化反应
B.F极是电池的负极,发生的是氧化反应
C.从结构上分析,锌锰电池应属于可充电电池
D.锌锰电池内部发生的氧化还原反应是可逆的如图是甲醇--空气电池工作时的示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+) 和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。下列说法中正确的是 [ ] A.正极反应式为:2H++2e-=H2↑
B.乙电极为电池的负极,b处通入的物质是空气
C.负极反应式为:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
D.在电池反应中,每消耗l mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4L下列关于原电池的叙述中,正确的是 [ ] A.原电池中,正极就是阳极,负极就是阴极
B.电子从负极经电解质溶液流向正极
C.原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动
D.形成原电池时,在负极上发生氧化反应人造地球卫星用到的一种高能电池--银锌蓄电池,其电池的电极反应式为
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2↑,Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-。据此判断氧化银是[ ] A.负极,并被氧化
B.正极,并被还原
C.负极,并被还原
D.正极,并被氧化原电池产生电流的本质原因是 [ ] A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B.有导线将两个活动性不同的电极连接
C.正极发生了氧化反应,而负极发生了还原反应
D.电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移原电池是一种_________________装置。电子的流动方向是从________极到________极;电工操作中规定,不能把铜线和铝线拧在一起连接线路,这是因为在潮湿的空气中,铜与铝接触形成__________,其中铝做__________,很快被腐蚀。 一种新型的燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极通入乙烷和氧气,其总反应为:2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O,有关此电池的推断正确的是 [ ] A.负极反应为14H2O+7O2+28e-=28OH-
B.放电过程中KOH的物质的量浓度不变
C.每消耗1molC2H6,则电路上转移的电子为14mol
D.放电一段时间后,负极周围的pH升高碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) = Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s),下列说法错误的是 [ ] A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g如图所示,杠杆AB两端发别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑铁丝反应及两球的浮力变化) [ ] A.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低
B.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高
C.当杠杆为绝缘体时,A端低,B端高;为导体时, A端高,B端低
D.当杠杆为绝缘体时,A端高,B端低;为导体时, A端低,B端高人造地球卫星用到的一种高能电池--银锌蓄电池,其电池的电极反应式为 Zn+2OH--2e-=ZnO+H2↑,
Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-。据此判断Ag2O是[ ] A.负极,被氧化
B.正极,被还原
C.负极,被还原
D.正极,被氧化我国首创的以铝-空气-海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧使铝不断氧化而源源产生电流。此种新型电池中铝作________极,电极上发生的是
________ 反应(“氧化”或“还原”),电极反应式为__________________。银锌纽扣电池,其电池的电池反应式为Zn+Ag2O+H2O==Zn(OH)2+2Ag。据此判断氧化银是 [ ] A.负极,并被氧化
B.正极,并被还原
C.负极,并被还原
D.正极,并被氧化(Ⅰ)原电池是一种将_______能转化为电能的装置。下图所示的原电池中,锌片上发生_________反应(填“氧化”或“还原”)。 (Ⅱ)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。请回答下列问题:
(1)电池的负极材料是_____________
(2)电池正极发生的电极反应为____________________;
(3)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是____________________。
(4)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,生成Na2SO3和NaCl。 如果把少量水滴到
SOCl2中,实验现象是_____________________,反应的化学方程式为_______________________由铜片、锌片和足量稀H2SO4组成的原电池中,若锌片只发生电化学腐蚀,一段时间后某极产生3.36L(标准状况)的气体。 问:
(1)负极是_________(填“锌”或“铜”),发生_________反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)正极的电极反应为______________________
(3)产生这些气体共需转移电子___________mol。碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法中错误的是 [ ] A.电池工作时,锌失去电子,锌是负极
B.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
C.电池正极的电极反应式为:2MnO2+H2O+2e-== Mn2O3+2OH-
D.电池工作时,溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动(1)写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式:_______________________;
(2)根据上述反应设计一个原电池,画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液 )
__________________________;
(3)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出两电极洗净干燥后称量,总质量为
62g,则反应过程中转移电子的数目为_______________________。在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是 [ ] A.锌片是正极,铜片上有气泡产生
B.电流方向是从锌片流向铜片
C.溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动
D.电解质溶液的pH值逐渐减小理论上不能设计原电池的化学反应是 [ ] A.CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
B.HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
C.2H2 + O2 = 2H2O
D.2FeCl3 + Fe = 3FeCl2人造地球卫星用到的一种高能电池-银锌电池,它在放电时的电极反应为:Zn+2OH--2e-==ZnO+H2O,
Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-。据此判断,氧化银是[ ] A.负极,被氧化
B.负极,被还原
C.正极,被还原
D.正极,被氧化分别按下图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中G为电流计。请回答下列问题 (1)以下叙述中,正确的是________________。
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速率甲中比乙中慢
E.乙的外电路中电流方向Zn→Cu
(2)变化过程中能量转化的形式主要是:甲为______________;乙为_________________。
(3)在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析其原因可能是___________________。
(4)在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,请写出铜电极的电极反应方程式:________________。
(5)通过两个实验,可以得出的同一个结论是________________________。将锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液中构成原电池(如图所示)。下列叙述不正确的是 [ ] A.铜片质量不变
B.锌片发生氧化反应
C.该装置将化学能转变为电能
D.电流从锌片流向铜片图是元素周期表的框架 (1)请在上面元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。
(2)依据元素周期表回答下列问题:
A.周期表中的元素⑤和元素⑥的最高价氧化物的水化物碱性强弱顺序是____________(用化学式表示)。
B.周期表中的元素④和元素⑦的氢化物的熔、沸点高低顺序是____________(用化学式表示)。
C.①~⑦元素的单质,在常温下化学性质稳定,通常可用作保护气的是__________(填写分子式)。
D.在上面元素周期表中全部是金属元素的主族是__________;全部是非金属元素的主族是________(填写字母a、b、c、d)。
a.ⅠA族 b. ⅡA族 c. ⅥA 族 d.ⅦA族
(3)已知甲元素位于第三周期,且其原子半径为同周期金属元素中原子半径最小的,请写出甲的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式_____________________;在一定条件下1g①的单质在足量③的单质中完全燃烧生成液态物质时,放出的热量为a kJ;请写出此条件下表示①的单质燃烧热的热化学方程式
______________________; ①、③两种元素的单质已被应用于字宙飞船的燃料电池中,如图所示,两个电极均由多孔性碳构成,通入的两种单质由孔隙逸出并在电极表面放电。
请回答:b是电池的_________极;a电极上的电极反应式是__________________________。
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