1、第四章 电化学基础第一节 原电池 目标与素养：1.以铜锌原电池为例，了解原电池的工作原理。(宏观辨识与变化观念)2.会正确判断原电池的正极和负极，能正确书写电极反应式和电池反应方程式。(科学探究与模型认知)3.了解原电池原理的应用。(科学精神与社会责任)自 主 预 习 探 新 知 一、原电池工作原理1概念：将 转化为 的装置，称为原电池，其反应实质是自发的氧化还原反应。电能化学能一、原电池工作原理2锌铜原电池工作原理装置与现象锌 片 ，铜 片 上有 ，电流表指针发生 电极名称Zn 电极负极Cu 电极正极 得失电子失电子得电子偏转逐渐溶解红色物质析出一、原电池工作原理电子流向_反应类型 反应 反
2、应 电极反应式Zn2e=Zn2Cu22e=Cu 总反应式ZnCu2=Zn2Cu还原流出流入氧化一、原电池工作原理3.盐桥(1)成分：含有琼胶的 KCl 饱和溶液。(2)离子移动方向：Cl移向极区，K移向极区。正负一、原电池工作原理微点拨：盐桥作用：通过离子在盐桥中的定向移动，使两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。将两个半电池完全隔开，使副反应减至最低程度，可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。提高原电池效率。一、原电池工作原理4原电池的构成条件 二、原电池的设计1原电池的组成：原电池是由两个 组成，如锌铜原电池是锌半电池和铜半电池通过 连接。盐桥半电池二、原电
3、池的设计2原电池设计关键(1)外电路负极(的物质)e导线 正极(较稳定的金属或能导电的非金属)。(2)内电路将两极浸入溶液中，使阴、阳离子做。阴离子移向极，阳离子移向极。还原性较强定向移动电解质正负1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)任何自发的放热反应均可设计原电池反应。()(2)原电池反应将氧化反应和还原反应分在不同区域同时进行。()(3)盐桥中的阴离子移向正极区域，使正极区溶液呈电中性。()(4)FeCuSO4(aq)Cu 形成的原电池的负极反应为 Fe3e=Fe3。()答案(1)(2)(3)(4)2对于原电池的电极名称，叙述错误的是()A发生氧化反应的一极为负极B正极为电子流入
4、的一极C比较不活泼的金属为负极D电流流出的一极为正极答案 C3有下列装置A BC D其中是原电池的是_，两极反应式：负极_，正极：_。答案 D Zn2e=Zn2 2H2e=H2核 心 突 破 攻 重 难 原电池的原理模型认知：原电池正负极判定思路1锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO24)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡C A.Cu 作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程中，SO24 不参加电极反
5、应，故甲池的 c(SO24)基本不变，错误；C.电池工作时，甲池反应为 Zn2e=Zn2，乙池反应为 Cu22e=Cu，甲池中 Zn2会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有 64 g Cu 析出，则进入乙池的 Zn2为 65 g，溶液总质量略有增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。2.控制适合的条件，将反应 2Fe32I2Fe2I2 设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶
6、入 FeCl2 固体，乙中的石墨电极为负极D 由题图并结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变为 Fe2被还原，I失去电子变为 I2 被氧化，所以 A、B 项正确；电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态，C 项正确；在甲中溶入 FeCl2 固体，对于 2Fe32I2Fe2I2，平衡向逆反应方向移动，此时 Fe2被氧化，I2 被还原，故甲中的石墨电极为负极，乙中的石墨电极为正极，D 错误。对于可逆反应，当改变条件，平衡移动的方向不同时，电极的正负互换，电流方向相反。当达到平衡时，I0。原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率 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
7、加快。2比较金属活动性强弱 注意：对于“MgNaOH(aq)Al”原电池负极为 Al，对于“Cu浓 HNO3Al(Fe)”原电池负极为 Cu。3设计原电池装置：两极材料、电解质溶液的选择、盐桥等。模型认知：设计原电池的思路(以 Cu 与 AgNO3 反应为例)(1)明确两极反应正极：2Ag2e=2Ag负极：Cu2e=Cu2(2)选择电极材料负极材料一般为负极失电子物质，如Cu正极材料一般为导电性材料且活泼性 较差，如C、Ag等3选择电解质溶液 不含盐桥：参与正极反应的氧化剂，如AgNO3含盐桥：负极溶液一般含负极金属离子，如Cu2正极溶液为参与正极反应的氧化剂，如AgNO3(4)画装置图：注明
8、电极材料和溶液成分3 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()A BCDB 利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中，电流从正极流向负极，则作原电池的负极，作正极，故活动性；活动性相对较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性；有气泡产生的电极发生的反应为 2H2e=H2，为原电池的正极，故活动性；质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故活动性，由此可得金属活动性：。4设计原电池 Zn2Fe3=Zn22Fe2，在方框中画出能形成稳定电流的半电
9、池形式的装置图(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 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 如图 Zn Zn2e=Zn2 Pt 2Fe32e=2Fe2当 堂 达 标 提 素 养 1下列装置不能构成原电池的是()A B C DC 酒精不是电解质溶液，不导电。2关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()A电子从锌电极通过电流表流向铜电极B盐桥中的阴离子向 CuSO4 溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是 2He=H2A
10、该原电池中，Zn 为负极，Cu 为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子由 Zn 电极流向 Cu 电极，A 项正确，C 项错误；因电子由 Zn 电极流向 Cu 电极，则铜电极反应是 Cu22e=Cu，所以盐桥中的阳离子向 CuSO4 溶液中迁移，阴离子向 ZnSO4溶液中迁移，B、D 项错误。3将纯锌片和纯铜片按图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 ()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C 甲装置是铜锌原电池，乙不能形成原电池装置。所以乙烧杯中铜表面无气泡生成，甲中铜表面有气泡生成，A
11、错；乙中 Cu 片不可能是负极，B 错；甲、乙两装置发生的反应均是 Zn2H=H2Zn2，所以两烧杯中溶液的 pH 均增大，C 对；因甲是原电池装置，所以甲烧杯中产生 H2 的速率快，D 错。4如图所示，甲和乙均是双液原电池装置。判断下列说法不正确的是()甲 乙A甲中电池总反应的离子方程式为 Cd(s)Co2(aq)=Co(s)Cd2(aq)B反应 2Ag(s)Cd2(aq)=Cd(s)2Ag(aq)能够发生C盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性D乙电池中有 1 mol 电子通过外电路时，正极有 108 g Ag 析出B 根据甲、乙装置分析可知 A 项正确，且可推知 Cd 的活泼性强于 Ag，故 Ag 不能置换出 Cd，B 项错误。5已知某原电池的电极反应是 Fe2e=Fe2，Cu22e=Cu，据此设计该原电池，并回答问题。图 1 图 2(1)若原电池装置为图 1，电极材料 A 是_，B 是_(写名称)。A 电极观察到的现象是_。(2)若原电池装置为图 2，电极材料 X 可以是_(填字母，下同)。a铁 b铜 c石墨电解质 Y 是_。aFeSO4 bCuSO4 cCuCl2答案(1)铜(或其他合理答案)铁 有红色物质析出(2)bc bc 点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!