1、第一节原电池记一记1.原电池构成“三条件”：(1)正、负两个电极。(2)电解质溶液。(3)形成闭合回路。2原电池正、负极判断“四方法”：(1)负极：活泼性较强的金属；电子流出的一极；发生氧化反应的一极；阴离子移向的一极。(2)正极：活泼性较弱的金属或导电的非金属(碳棒)；电子流入的一极；发生还原反应的一极；阳离子移向的一极。探一探分析如下图所示组成的双液原电池，试探究下列问题：1该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO浓度如何变化？提示该原电池负极是锌，正极是铜，电子由Zn极流向Cu极，盐桥中的K向正极移动，Cl向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO浓度不变。2若将Zn棒和Cu棒同时浸入CuSO
2、4溶液中，电流计偏转幅度如何变化？提示若将Zn棒和Cu棒同时浸入CuSO4溶液，效率不高，电流计的指针偏转幅度变小，且电流在短时间内衰竭。3写出锌铜原电池中正、负极材料上发生的电极反应式。提示正极：Cu22e=Cu；负极：Zn2eZn2。4原电池中盐桥的作用是什么？盐桥中离子移向何极？提示盐桥的作用是形成闭合回路；保持电解质溶液中电荷守恒，使电极反应能持续发生。盐桥中的Cl移向负极，K移向正极。判一判判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)原电池是将化学能转化为电能的装置。()(2)CaOH2O=Ca(OH)2是放热反应，可设计成原电池。()(3)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。
3、()(4)原电池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动。()(5)原电池中电子从负极出发沿导线移向正极，然后通过电镀妥质溶液到达负极。()(6)原电池中电子流向与电流方向相反。()(7)原电池两个电极一定是导电的金属。()(8)原电池可以加快某些化学反应速率。()(9)设计原电池，可以保护金属，减小金属的腐蚀速率。()(10)将又液原电池中的盐桥换为导线，导线上一定没有电流通过。()练一练1.2019腾冲八中高二月考下列装置中，能构成原电池的是()答案：D22019攀枝花高二检测如图所示是Zn和Cu组成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上描述合理的是()Cu为负极，
4、Zn为正极Cu极上有气泡产生，发生还原反应SO向Cu极移动若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体正极反应式：Cu2e=Cu2，发生氧化反应电子的流向：CuZnA B C D答案：D32019朝阳区高二调研有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()Aabcd BbcdaCdabc Dabdc答案：C4设计原电池Zn2Fe3=Zn22Fe2，在方框中面出能形成稳定电流的半电池形式的装置图(标出电极材料、电
5、解质溶液)负极：_，电极反应：_；正极：_，电极反应：_。答案：ZnZn2e=Zn2Pt2Fe32e=2Fe2知识点一 原电池的工作原理1.(2019辽宁部分重点高中高二联考)下列关于铜锌原电池(如图所示)的说法正确的是()AZn是负极，发生还原反应BCu是负极，发生氧化反应C铜片上有气体逸出D电子由铜片通过导线流向锌片解析：该装置是原电池，Zn失电子发生氧化反应，作负极，A错误；Cu作正极，正极上发生还原反应，B错误；Cu作正极，H在正极得电子发生还原反应：2H2e=H2，C正确；负极上发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，该装置中Zn作负极、Cu作正极，所以电子从锌片沿导线流向
6、铜片，D错误。答案：C2某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是()A电池工作时，盐桥中的Cl向负极移动B负极反应式：2H2e=H2C工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变DFe作正极，发生氧化反应解析：根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl向负极移动，故A正确；铁作负极，负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2e=H2，故B错误；左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H，c(H)减小，pH增大，故C错误；电池总反应式为Fe2H=Fe2H2，铁作负极，发生氧化反应，故D错误。答案：A32019河南中原名校高二第二
7、次联考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，下列有关叙述中正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池中的c(SO)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解析：活泼金属锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；电池工作一段时间后，甲池中的c(SO)不变，故B错误；铜电极上发生电极反应Cu22e=Cu，同时Zn2通过阳离子交换膜从甲池移向乙池，由电荷守恒可知，乙池中每析出1 mol Cu，则有1 mol Zn2从甲池移向乙池，因为M(Zn)M(Cu)，所以乙池溶液的总质量增
8、加，故C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子不能通过阳离子交换膜，故D错误。答案：C知识点二 电极反应式的书写4.实验室用铁片、铜片和AgNO3溶液组成原电池，则正极的电极反应式为()AFe3e=Fe3BFe2e=Fe2C2H2OO24e=4OHDAge=Ag解析：在此原电池中，铁片、铜片分别为负极和正极，总反应为Fe2AgNO3=2AgFe(NO3)2，正极的电极反应为Age=Ag，D项正确。答案：D52019新疆生产建设兵团第二中学高二期末考试下列电极反应式书写正确的是()A以惰性材料为电极、KOH溶液为电解质溶液的燃料电池，负极的电极反应式为H22e=2HB铜、锌在稀硫酸中
9、构成原电池，正极的电极反应式为2H2e=H2C以铜为电极将2Fe3Cu=2Fe2Cu2设计成原电池，正极的电极反应式为Cu2e=Cu2D以铝、铁为电极，在氢氧化钠溶液中构成原电池，负极的电极反应式为Al3e=Al3解析：A项，以惰性材料为电极、KOH溶液为电解质溶液的燃料电池。负极的电极反应式为H22e2OH=2H2O，错误；B项，锌比铜活泼，铜、锌在稀硫酸中构成原电池，锌作负极，铜作正极，正极的电极反应式为2H2e=H2，正确；C项，以铜为电极将2Fe3Cu=2Fe2Cu2设计成原电池，铜作负极，正极上铁离子得到电子，电极反应式为Fe3e=Fe2，错误；D项，以铝、铁为电极，在氢氧化钠溶液中
10、构成原电池，铝作负极，负极的电极反应式为Al3e4OH=2H2OAlO，错误。答案：B6分析下图所示的四个原电池装置，结论正确的是()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作电池负极D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2解析：当稀硫酸是电解质溶液时，Mg作负极(活泼性MgAl)；当NaOH溶液是电解质溶液时，Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应)；中Cu作负极，反应式为Cu2e=Cu2，Fe作正极，因为常温下，Fe被浓硝酸钝化；中Cu作正极，电极反应式为2H2OO24e=4OH。答案：B知识点三 原电池原理的应用7.有M、N、P、E四种金
11、属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接后放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡产生；N、E用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则四种金属的还原性由强到弱的顺序是()AP、M、N、E BE、N、M、PCP、N、M、E DE、P、M、N解析：由知，还原性：MN；由知，M为原电池正极，故还原性：PM；由知，N为原电池负极，故还原性：NE。练上所述，还原性：PMNE。答案：A8根据如图所示的装置，可判断出下列离子方程式错误的是()A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s)BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2
12、Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)解析：图1原电池装置中，Cd作负极，Co作正极，自发进行的氧化还原反应是Co2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)；图2原电池装置中，Co作负极，Ag作正极，自发进行的氧化还原反应是2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)。金属活动性：CdCoAg，因此B、C、D项都正确。由于Cd2不能氧化Ag，所以A项不正确。答案：A9(1)我国首创以铝空气海水电池作能源的新型海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放人海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电池的负极材料是_，
13、负极反应式为_；正极反应式为_。(2)熔盐电池具有高发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得萑650 下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。负极反应式为2CO2CO4e=4CO2，正极反应式为_，电池总反应式为_。解析：(1)在铝空气海水电池中，Al为负极，发生氧化反应：4Al12e=4Al3，空气中的氧气在正极发生还原反应：3O26H2O12e=12OH。(2)该熔盐燃料电池中，正极上O2得电子，和CO2反应生成CO，电极反应式为O22CO24e=2CO；负极上燃料CO失电子，和CO反应生成CO2，电
14、极反应式为2CO2CO4e=4CO2；在得失电子相等条件下将正、负极反应式相加得电池总反应式：2COO2=2CO2。答案：(1)铝4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH(或其他正确形式)(2)O22CO24e=2CO2COO2=2CO2基础达标1.铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A正极反应式：Zn2e=Zn2B电池总反应式：ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从正极流向负极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液解析：锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，正极反应式应为Cu22e=Cu，故A错误；负极反应式为Zn2e=Zn2，正、负两极反应式相加，得到总反应式：ZnCu2=Zn
15、2Cu，故B正确；根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，故C错误；根据原电池工作原理，阳离子移向正极，即盐桥中的K移向CuSO4溶液，故D错误。答案：B2下列反应不可用于设计原电池的是()ANaOHHCl=NaClH2OB2CH3OH3O2=2CO24H2OCZn2HCl=ZnCl2H2D4AI3O26H2O=4Al(OH)3解析：只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池。NaOH与HCl的反应为非氧化还原反应。答案：A3原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是()A由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式力Cu2e=Cu2B由Al、
16、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al3e=Al3C由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al4OH3e=AlO2H2OD由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu2e=Cu2解析：铁比铜活泼，铁作自极，负极反应式为Fe2e=Fe2，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al3e=AI3，故B正确；虽然镬比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作自极，负极反应式为Al4OH3e=AlO2H2O，故C正确；Al遇浓硫酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu2e=Cu2，故D正确。答案：A4.某化学兴趣小组利用反应Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2，设计
17、了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是()AZn为负极，发生还原反应Bb电极反应式为2Fe32e=2Fe2C电子流动方向是a电极FeCl3溶液b电极D电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极解析：根据Cl的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根椐电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn2e=Zn2，A、B项错误；电子流动方向是b电极导线a电极，C错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D正确。答案：D5下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是()A均发生了化学能转化为电能的过程BZn和Cu既是电极材料义是反应物C工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD相同条件下
18、，图乙比图甲的能量利用效率高解析：两个装置都为原电池装置，均发生化学能转化成电能的过程，故A正确；根据原电池的工作原理，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，铜本身希是反应物，故B错误；锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，故C正确；图乙中装置产生的电流在一谩时间内变化不太，但图甲装置产生的电流在较短时间内就会衰减，故D正确。答案：B6下图是某校实验小组设计的一套原电池装置，下列有关描述不正确的是()A此装置能将化学能转变为电能B石墨电极的反应式：O22H2O4e=4OHC电子由Cu电极经导线流向石墨电极D电池的总反应式：2CuO24HCl=2CuCl2H2O解析：该装置是原电池装置，可以把化学能转
19、化为电能，A正确；石墨电板通入的是氧气，氧气发生还原反应，电解质溶液为盐酸，所以电极反应式是O24e4H=2H2O，B错误；因为石墨电极发生还原反应，所以石墨作正极，则Cu作自极，电子由负板(Cu电极)经导线流向正极(石墨电极)，C正确；该电池的正极反应是Cu失去电子生成Cu2，所以电池的总反应式为2CuO24HCl=2CuCl22H2O，D正确。答案：B7有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向AB；当A、D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为E22e=E，B2e=B2。则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为()AABED BABDECDEAB DDA
20、BE解析：原电池电子由负极流向正极，负极活泼，故活动性AB；当A、D组成原电池时，A为正极，金属活动性为DA；B与构成原电池时，B失去电子，即B作负极，金属活动性为BE，故A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为DABE。答案：D8有关下图装置的说法中正确的是()A氧化剂与还原剂必须直接接触，才能发生反应B乙池中电极反应式为NO4He=NO22H2OC当铜棒质量减少6.4 g时，甲池溶液质量增加6.1 gD当铜棒质量减少6.4 g时，向乙池密封管中通入标舷状况下1.12 L O2将使气体全部溶于水解析：A项，该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的，因此氧化剂与还原剂没有直接接触，A
21、项错误；B项，乙池是正极，溶液中的NO3得到电子，电极反应式为NO2He=NO2H2O，B项错误；C项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 moI)时，甲池溶液中Cu2增加0.1 mol，但由于盐桥中Cl向甲池中移动，所以溶液增加的质量大于6.4 g，C项错误；D项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，转移电子的物质的量是0.2 mol，所以根据电极反应式NO2He=NO2H2O可知，生成NO2的物质的量是0.2 mol，则根据反应式4NO2O22H2O=4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05 mol，其在标准状况下的体积是1.12 L，D项正确。答案：D9.原电池的应用极为广
22、泛。利用如图所示原电池可测量空气中Cl2的含量，电解质是Ag可以在其中自由移动的固体物质，下列分析正确的是()A电流从Ag电极经外电路流向Pt电极B电池工作时，电解质中Ag数目增多C正极反应式：Cl22e=2ClD空气中c(Cl2)越大，Ag极消耗速率越快解析：电子从Ag电极(负极)经外电路流向Pt电极(正极)，电流则经外电路从Pt电极流向Ag电极，故A错误；电池工作时，负极Ag失去电子变为Ag，正极上Cl2获得电子变为Cl，Cl与电解质中的Ag结合形成AgCl沉淀，因在负极生成2 mol Ag时，正极同时生成2 mol AgCl，所以电解质中Ag数目不变，故B错误；氯气在正极发生还原反应生成
23、Cl，Cl与Ag反应生成AgCl沉淀，电极反应式是Cl22e2Ag=2AgCl，故C错误；反应原理是Ag与氯气反应，空气中c(Cl2)越是，Ag极消耗速率越快，故D正确。答案：D10常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(如图甲)，测得原电池的电流(I)随时间(t)的变化如图乙所示，已知Ot1 s时，原电池的负极是Al片，反应过裎中有红棕色气体产生。下列说法不正确的是()AOt2 s时，正极的电极反应式为2HNOe=NO2H2OBOt1 s时，溶液中的H向Cu电极移动Ct1 s时，负极的电极反应式为Cu2e=Cu2Dt1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在
24、浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应解析：原电池的正极发生还原反应，电极反应式为2HNO3e=NO2H2O，故A错误；在Ot1 s时，铝作负极，在电场作用下，阳离子向电池正极移动，即溶液中的H向Cu电极移动，故B正确；由图乙得t1 s时刺电流方向改变，说明电池的负极发生变化，所以t1 s时，负极的电极反应式为Cu2e=Cu2，故C正确；t1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应，故D正确。答案：A11由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲
25、中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。解析：甲、乙、丙均为原电池装置，依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性BC；丙中A上有气体(即有H2)产生，则A为正极，活泼性DA，随着H的消耗，pH变大。答案：(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大(4)DABC12.原电池是化学对人类的一项重大贡献。(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图所示装置。a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是_。a
26、和b用导线连接，Cu极为原电池_极(填“正”或“负”)，Zn极发生_(填“氧化”或“还原”)反应。a和b用导线连接，Zn片上发生的电极反应：_，Cu片上发生的电极反应：_。(2)若a和b相连接，导线上转移0.2 mol电子时，理论上Zn片质量减轻_ g。解析：(1)a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子方程式为Zn2H=Zn2H2；a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上发生还原反应；锌作负极发生氧化反应；a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2锌作负极发生氧化反应，电极反应式为Zn2e=Zn2。(2)锌片减少
27、的质量65 gmol16.5 g。答案：(1)Zn2H=Zn2H2正氧化Zn2e=Zn22H2e=H2(2)6.5能力达标13.根据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)，设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂饱和KNO3溶液。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_。(2)银电极为电池的_极，写出两电极的电极反应式：银电极：_；X电极：_。(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是_(填字母)。AK BNO CAg DSO(5)其中CuSO4溶液能否被H2SO4(稀)溶液代替_。Ag电极能否被石墨代替_。解
28、析：(1)由反应方程式可知，Cu为还原荆，作负极，即Cu为X极，Ag(aq)为氧化荆，即Y应为AgNO3溶液。(2)银电极为电池的正极，正极发生还原反应：2Ag2e=2Ag，负极(X电极)发生氧化反应：Cu2e=Cu2。(3)外电路中的电子从Cu电极(负极)流向Ag电极(正极)。(4)左边烧杯中Cu2e=Cu2，阳离子浓度增加，故盐桥中的阴离子NO移向CuSO4溶液中。(5)CuSO4溶液主要是具有导电性的作用，可以被其他不与Cu反应的电解质溶液代替。正极本身不参与反应，只要是活泼性比Cu差的金属或能导电的非金属均可以作电极，故Ag电极能被石墨代替。答案：(1)CuAgNO3溶液(2)正2Ag
29、2e=2AgCu2e=Cu2(3)CuAg(4)B(5)能能142019北京朝阳区高二期末应用电化学原理，回答下列问题：(1)上述三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是_。(2)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是_。(3)乙中正极反应式为_；若将H2换成CH4，则负极反应式为_。(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池_极相连接。(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥叶t的物质不参与反应)，进行实验：.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。.随后向U形管
30、左侧逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小回到零点逆向偏移。实验中银作_极。综合实验、的现象，得出Ag和Fe2反应的离子方程式是_。解析：(1)负极反应物中有元素化合价升高，发生氧化反应，相应物质本身具有还原性，即负极反应物化学性质上的共同特点是易失电子被氧化，具有还原性。(2)原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的钾离子会移向硫酸铜溶液，氯离子移向硫酸锌溶液。(3)乙中装置为碱性氢氧燃料电池，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O24e2H2O=4OH；若将H2换成CH4，则负极反应式为CH48e10OH=CO7H2O。(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将负极中的硫酸铅变成荜质铅，发生还原反应，所以应作电解池的阴极，则与电源的负极相连。(5)亚铁离子失电子发生氧化反应，所以石墨电极作负极，银作正极；综合实验、的现象，可知Ag和Fe2的反应可逆，故得出Ag和Fe2反应的离子方程式：Fe2AgFe3Ag。答案：(1)易失电子被氧化，具有还原性(2)钾离子移向硫酸铜溶液、氯离子移向硫酸锌溶液(3)O24e2H2O=4OHCH48e10OH=CO7H2O(4)负(5)正Fe2AgFe3Ag