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1、原电池1.了解原电池的工作原理。2.能正确书写电极反应式和电池反应方程式。3.能设计简单的原电池。知识点一原电池工作原理阅读教材P71P72，思考并填空。1原电池(1)概念：将化学能转化为电能的装置。(2)实质：自发进行氧化还原反应，把化学能转化为电能。2原电池工作原理(以锌铜原电池为例)装置示意图现象锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，质量增加，电流表指针发生偏转电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出(填“出”或“入”)流入(填“出”或“入”)反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn2e=Zn2Cu22e=Cu总反应式ZnCu2=CuZn23.盐桥(1)成分：含有
2、琼胶的KCl饱和溶液。(2)离子移动方向：Cl移向ZnSO4溶液(负极区)，K移向CuSO4溶液(正极区)。(3)作用：使两个半电池形成通路，并保持两溶液的电中性。4原电池形成的条件(1)两个活泼性不同的电极。(2)电解质溶液或熔融电解质。(3)形成闭合回路(或两极直接接触)。(4)能自发地发生氧化还原反应。5原电池两极负极：一般是活泼性较强的金属，发生氧化反应。正极：一般是活泼性较弱的金属(或导电非金属)，发生还原反应。判断正误(1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。()(2)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。()(3)不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池装置可以实现。()(4
3、)碳棒不能用来作原电池的电极。()(5)反应Cu2Ag=2AgCu2能以原电池的形式来实现。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)原电池的工作原理及正负极的判断1工作原理示意图(以铜锌原电池为例)2原电池电极的判断正确理解原电池的负极一般，在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：(1)“活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。 (2)在大部分原电池反应中，金属活动性较强的一极作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，例如：冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应充当负极。NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极
4、时，因铝能与NaOH溶液反应，充当负极，而金属活动性强的镁只能充当正极。有关右图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液) ()A铜片上发生氧化反应B取出盐桥后，电流计依然发生偏转C反应中，盐桥中的K会移向CuSO4溶液D反应前后铜片质量不改变解析左池中Cu2放电，发生还原反应，A错；取出盐桥后，未形成闭合回路，无电流，B错；盐桥中阳离子向正极迁移，C对；左池中有铜析出，铜片质量增加，D错。答案C对于例1：(1)若将铜片改为碳棒，电流表指针是否偏转？若偏转，请写出原电池反应的总离子方程式。(2)原电池反应中有0.1 mol电子转移时，正极析出铜的质量为多少？答案：(1)偏转
5、；ZnCu2=Zn2Cu。(2)正极析出铜3.2 g。原电池工作原理的记忆方法原电池工作原理主要考查：正负极的判断；电子移动方向；离子移动方向(阴离子移向负极，阳离子移向正极)；反应类型及电极反应式书写和现象判断。可从口诀记忆：原电池有两极，活泼金属作负极；负极氧化正还原，电子由负流向正。 原电池的构成1下列反应不可用于设计原电池的是()ANaOHHCl=NaClH2OB2CH3OH3O22CO24H2OCZn2HCl=ZnCl2H2D4Al3O26H2O=4Al(OH)3解析：选A。只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，中和反应不是氧化还原反应。2下列装置中，电流表指针能发生偏转的是(
6、)解析：选D。A项中锌电极和乙烧杯中的电解质溶液不能发生氧化还原反应，不能构成原电池，错误；B项中冰醋酸不导电，不能构成原电池，错误；C项中装置符合构成原电池的条件，但两极直接接触，相当于短路，因此电路中无电流，错误。原电池工作原理3如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是()AFe是负极，C是正极B负极反应式为Fe3e=Fe3C内电路中阴离子移向FeCl2溶液D电流由C电极流向Fe电极解析：选B。Fe与C作为原电池的电极，则Fe为负极，C是正极；Fe在负极发生氧化反应生成Fe2，因此B项错误；且左边烧杯中正电荷增加，必然使盐桥中的阴离子移向FeCl2溶液；电子由Fe电极流向C电极，
7、则电流由C电极流向Fe电极。4.如右图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下。在卡片上，描述合理的是() 实验后的记录：Zn为正极，Cu为负极H向负极移动电子流动方向ZnCuCu极上有H2产生若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol正极的电极反应式为Zn2e=Zn2A BC D解析：选B。Zn比Cu活泼，Zn为负极，电极反应为Zn2e=Zn2，Cu为正极，电极反应为2H2e=H2，每转移1 mol电子，产生0.5 mol H2，电子由负极Zn流出，经导线流向正极铜片，溶液中H向正极移动，SO向负极移动。知识点二原电池原理的应用阅读教材P72，思考
8、并填空。原电池的设计从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点：1外电路负极(还原性较强的物质)正极(氧化性较强的物质)。2内电路将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。3闭合回路如图为某小组为研究电化学原理设计的装置。将铜棒和碳棒插入FeCl3溶液中用导线连接，并滴入几滴硫氰化钾溶液，反应一段时间后，下面说法正确的是()A铜的金属活动性较弱，作正极，电极反应为Cu2e=Cu2B电子从碳棒流向铜棒C碳棒上发生的反应为2Fe32e=2Fe2D溶液中的Fe3向铜棒移动解析：选C。该原电池中C作正极，电极反应式为2Fe32e=2Fe2；Cu作负极，电极反
9、应式为Cu2e=Cu2，电子从铜棒流向碳棒。溶液中的Fe3向碳棒(正极)移动。原电池原理的应用1加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快。2比较金属活动性强弱3用于金属的保护请见本章第四节知识点二。4设计化学电池例如：以2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2为依据，设计一个原电池。(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。负极：Cu2e=Cu2，正极：2Fe32e=2Fe2。(2)确定电极材料若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；若发生氧化反应的为气体(如H2)或溶液中的还原
10、性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼。本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。(3)确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可，如本例中可用FeCl3溶液作电解液。(4)构成闭合回路：将电极用导线连接，使之构成闭合回路。(1)为获得持续、稳定、较强的电流，所选用的电解质溶液一般能与负极发生氧化还原反应，而且使用盐桥将两个半电池连通。(2)设计原电池时，若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作为电解质，但为了增强其导电性，通常加入强碱或一般的强酸，如燃料电池，水中一般要加入KOH或H2SO4。设计原电池Zn2Fe3=Zn22Fe2，在
11、方框中画出能形成稳定电流的装置图(标出电极材料、电解质溶液)。负极：_，电极反应：_。正极：_，电极反应：_。解析由题意知所要求设计的装置图中有盐桥，分析元素化合价的变化可知，Zn为负极，比Zn活泼性差的金属或非金属石墨等作正极，选择与电极材料有相同离子的溶液作电解质溶液。答案见下图(合理即可)ZnZn2e=Zn2Pt2Fe32e=2Fe2在设计原电池装置时，由自发的氧化还原反应方程式，如何确定原电池的正、负极，如反应：Fe2Fe3=3Fe2。答案：由反应方程式根据氧化还原反应原理先确定好负极，如该反应中Fe发生失电子的氧化反应，确定Fe为负极，正极应为活泼性弱于Fe的金属材料或能导电的石墨。
12、原电池的设计方法“两极一液一连线”(1)根据电池总反应写出电极反应式。(2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须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，所以正极和负极不能用同一种材料，两个电极可以是活泼性不同的两种金属或一种金属和非金属。(3)电解质溶液的选择电解质溶液是为正极提供放电的物质，一般能够与负极发生反应。(4)形成闭合回路。利用原电池判断金属的活泼性1M、N、P、E四种金属：MN2=NM2M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。四种金属的还原性由强到
13、弱的顺序是()AP、M、N、E BE、N、M、PCP、N、M、E DE、P、M、N解析：选A。由知，金属活动性MN；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面产生气泡，M作原电池正极，活动性PM；N、E构成的原电池N作负极，活动性NE。2锌与100 mL 1 mol/L盐酸反应的实验中，若设想向溶液中加入少量的醋酸钠，溴化铜，醋酸铜(均为可溶性盐)，并测定生成H2的速率(mL/min)，预计三种方案的速率大小可能是()A BC D解析：选C。醋酸钠与盐酸反应减小了氢离子浓度，反应速率减慢；溴化铜与锌反应置换出铜，形成铜锌原电池，加快了反应速率；醋酸铜既有减小反应速率的因素又有加快反应速率的因素，不好判断以哪个因素为主。由的速率最大可确定答案为C。设计原电池3根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu2Ag=Cu22Ag。(1)装置采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置图，注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。(2)写出两个电极上的电极反应。解析：首先将已知反应拆成两个半反应：Cu2e=Cu2，2Ag2e=2Ag，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该
