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1、第四章电化学基础第一节 原电池 重点难点研析 重难点一原电池正负极判断的方法1由组成原电池的两极材料判断 较活泼的金属为负极，较不活泼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向判断 外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。 3根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断 在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。4根据原电池中两极发生的反应判断 原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据 化合价升降来判断。5根据电极质量的变化判断 原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼 性较弱；反
2、之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。6根据电极上有气泡产生判断原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出电的反应，说明该 电极为正极，活泼性较弱。7.根据某电极(X)附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后， X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较强。特别提醒 应用此要点，须注意： 原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。如镁铝电极在稀硫酸 中构成原电池，镁为负极，铝为正极，但若以氢氧化钠为电解质溶液，则铝为负极，镁为正极。重难点二 电极反应式的书写方法
3、 书写电极反应式时，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，首先正确判断出电极反应产 物，然后结合反应物及转移电子数量写出反应式，再结合质量守恒、电荷守恒配平各电极反应式。 两电极反应式相加则得总反应式。结合具体的情况，我们可以概括为以下两种情况：(1) 根据两个电极反应式，写出总反应式。使两个电极反应式得失电子数相等后，将两式相加， 消去相同的化学式。(2) 根据总反应式，写电极反应式一般分四个步骤：列物质，标得失，选离子，配电荷， 配个数，巧用水，两式加，验总式。重难点三 原电池原理的应用1. 依据原电池原理比较金属活动性强弱(1) 电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向
4、是由正极流向负极，二者是 相反的。(2) 在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。(3) 原电池的正极通常具备特定的现象：有气体生成，或电极质量增加或不变等；负极通常不断溶解，质量减少。2根据原电池原理，把各种氧化还原反应设计成电池 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质 溶液和两个电极。（1）电解质溶液的选择 电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。或者电解质溶液中 溶解的其他物质能与负极发生反应（如空气中的氧气）。但如果两个半反应分别在两个容器中进行（中 间连接盐桥），则左右两个容器中的
5、电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如，在铜锌硫酸 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，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极 必须导电。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金属材 料（也可以是还原性较强的非金属材料如h2、ch4等）。正极和负极之间产生的电势差是电子（阴、阳 离子）移动的动力。典型例题剖析-例 1 将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（）锌铜锌 铜、1 /稀硫酸xli1甲
6、乙A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生B. 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D.产生气泡的速率甲比乙慢答案 C解析 因乙烧杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，A、B皆错；因甲烧杯中Zn、Cu 用导线连接后构成原电池，加快了 Zn的溶解，故D错；又因两烧杯中的Zn都能与稀H2SO4反应 产生H2而消耗H+,故C正确。方法归纳原电池设计前后并不改变反应进行的方向，甲、乙的总反应相同。原电池反应将氧化还原 反应分成两部分进行，反应速率加快，且将化学能转变为电能。例2）关于如图所示装置的叙述，正确的是（A.铜是负极，铜片上有气泡产生C.电流从锌片经导线流向铜片B.铜片质量逐
7、渐减少答案 D解析 本题主要考查有关原电池的知识。由所给图示可知 Zn 为原电池负极，失去电子被氧化， 电子经导线流向正极铜电极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2。原电池只分正极、负 极，不用阴极、阳极表示，电流与电子流的方向相反。误区诊断在判断电流方向时，易与电子流向混淆。在外电路，电流从正极流向负极，而电子流向则与电 流方向相反。例 3 把 a、b、c 、d 四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若 a、b 相连时， a为负极；c、d相连时，电流由d到c； a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大 量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（）A.
8、 abcdB. acdbC. cabdD. bdca答案 B解析 应用原电池原理比较金属活泼性时，注意电子流向、电流方向、正负极、氧化反应、还 原反应与活泼性的关系。根据原电池原理，作为负极的金属活动性比正极金属的活动性强。电子流 动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可依次作出如下判断：活动性：a b;c d;ac;db。综合得结论：金属活动性ac db，故应选B。例 4 利用反应 Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2 设计一个原电池。在方格内画出实验装置图，并 指出正极为E,电极反应式为；负极为，电极反应式为。答案 装置如图Pt（或其它合理答案）2Fe3+2e-解析
9、本题的创新之处在于将原电池的原理进行逆向思维，以培养同学们的逆向思维能力。其 思路为：首先将已知的反应拆成两个半反应（即失电子和得电子的反应）：Zn-2e-二二二ZW+,2Fe3+2e-=2Fe2+ ；然后结合原电池的工作原理分析可知，该电极的负极应用锌作材 料，正极要保证Fe3 +得到负极失去的电子，一般可用不能还原Fe3+的材料（如縮、碳棒等）作正极， 电解质溶液只能用FeCl溶液。将氧化反应及还原反应通过原电池两极反应进行放大，不仅便于理解和巩固氧化还原反应中的 一些概念，而且可通过电子的定向移动更直观、更深入理解电子守恒或化合价升高或 降低数目相等等理论，该处是物理、化学的综合试题的交
10、接点，应引起重视。教材问题解答一课后习题解答1. 由化学能转变为电能的装置 氧化反应 负 还原反应 正2. 铜 Cu2e=Cu2 银 2Ag2e=2Ag3. acdb4. B 5.BD6(1)装置图(4)负极：Zn2e-=ZnL+ 正极：Fe2 + + 2e-=Fe学习效果自测1.判断下图中装置，哪些能形成原电池()1.答案 D解析 A 项装置盛放的是酒精，属于非电解质，不能形成原电池； B 项装置两电极材料完全相 同，不能形成原电池；C项装置不能形成原电池，不能自发发生氧化还原反应；D项装置能形成原 电池，符合形成原电池的条件，且能发生反应：Zn + Cu2 + =ZnL +Cu。2下列关于
11、原电池的叙述正确的是()A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B. 原电池是将化学能转化为电能的装置C在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D.原电池放电时，电流的方向是从负极到正极2. 答案 B解析 构成原电池的正、负极可以用金属与非金属，如碳作电极；原电池中电子流出的一极发 生氧化反应；电流的方向是从正极流向负极，与电子流动的方向是相反的。3. 已知空气一锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+电0,碳棒：2。2+电0+2e-=2OH-。据此判断，锌片是()A. 正极，并被还原B.正极，并被氧化C负极，并被还原D负极，并被氧化3.答案 D解析 方法一 由Z
12、n+2OH-2e-=ZnO+电0可知：Zn失去电子被氧化，电子由锌片流出, 第 4 页 共 10 页锌片是负极，得出 D 正确。方法二 由活泼金属是负极，排除A、B选项；由负极(或负极上)发生氧化反应，排除C,得出 D 正确。4在用锌和稀硫酸反应制取氢气时，加入少量 CuSO4 溶液，其目的是()A. 防止产生过多的H2B.降低生成电的速率C. 提高生成电的量D.加快反应速率4. 答案 D解析 因为锌可以将铜从 CuSO4 溶液中置换出来，生成的铜附着在锌的表面，在硫酸中形成原 电池，促进氢气的生成，加快反应的进行。5由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 pH 变化情况是()A.
13、不变B.先变小后变大C. 逐渐变大D.逐渐变小5. 答案 C解析 根据该原电池工作的总反应，Zn+2H+ =Zn2 +电f只要原电池不断工作，该反应就不 断发生，溶液中c(H+)就逐渐减小，溶液的pH将不断增大。6.如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。 小心地向烧杯中央滴入 CuSO4 溶液。(1) 片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)()A.铁圈和银圈左右摇摆不定B铁圈和银圈仍保持平衡状态不变C. 铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜(2) 产生上述现象的原因是什么？6.答案 (1)D铁圈和银圈构成原电池，其中铁圈做负极
14、，发生反应：Fe-2e-=Fe2 +,使铁圈质量减小; 银圈做正极，发生反应：Cu2 + + 2e-=Cu,生成的铜附着在银圈上，使银圈质量增加7(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应：银片上发生的电极反应：若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总 质量为47 g，试计算： 产生氢气的体积(标准状况); 通过导线的电量。(已知NA = 6.02X1023 mol-i，电子电量为1.60X 10-19C)7.答案 (1)Zn-2e-=Zn2+ 2H+2e-=H2f(2) 4.5 L 3.8 X104 C2
15、解析 (1)锌片、银片与稀硫酸构成原电池锌片为负极，发生氧化反应：Zn-2e- =Zn2 +银片为正极，发生还原反应：2H+2e- =HJ锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为X。Zn + 2H + =ZrP + H? f65 g222.4 L60 g - 47 g = 13 g xx = 13 g X 22.4 L65 g = 4.5 L反应消耗的锌为：13 g=65 gmol-1 = 0.20 mol1 mol Zn 变为 Zn2 + 时，转移 2 mol e-,则通过的电量为：0.20 molX2X6.02X 1023 mol -1 X 1.6X 10 -19 C=3.8X104C。讲练学案部分对点讲练1. 在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(
