1、第一节原电池课标要求1了解原电池的工作原理。2能正确书写原电池电极反应式和电池反应方程式。3能设计简单的原电池。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。1原电池(1)概念：将化学能转化为电能的装置。(2)实质：利用能自发进行的氧化还原反应将化学能转化为电能。(3)构成条件。两个活泼性不同的电极；电解质溶液；形成闭合回路；自发进行的氧
2、化还原反应。2原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)装置示意图现象锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流计指针发生偏转电极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流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=Zn2Cu锌铜原电池装置如下问题思考1锌铜原电池中正、负极材料是什么？写出正、负极反应式。提示：Zn作负极，电极反应式为Zn2e=Zn2；Cu作正极，电极反应式为Cu22e=Cu。2原电池装置中，盐桥中离子移动的方向是什么？提示：盐桥中的Cl移向负极(ZnSO4溶液)，K移向正极(CuSO4溶液)。3原电池装置中，盐桥的作
3、用是什么？提示：形成闭合回路；保持溶液中电荷守恒，使电池反应能持续发生。1原电池工作原理(1)原理图示(2)电极名称与反应类型：正极还原反应；负极氧化反应。(3)电子流向：负极正极。(4)电流方向：正极负极。(5)离子流向：阳离子正极；阴离子负极。2带盐桥原电池装置中两个“半电池”以锌铜原电池为例，如图(1)ZnZnSO4半电池：在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失去电子，形成Zn2进入溶液，即Zn2e=Zn2；从锌片上释放出的电子，经过导线流向铜片。(2)CuCuSO4半电池：CuSO4溶液中的Cu2从铜片上得到电子，还原为铜单质并沉积在铜片上，即Cu22e=Cu。(3)
4、盐桥的作用：电池工作时，盐桥中的Cl会移向ZnSO4溶液，K移向CuSO4溶液，使两溶液均保持电中性。当取出盐桥后，形成断路，反应停止。1下列装置中，能构成原电池的是()解析：选D酒精为非电解质，A错误；选项B中未使用盐桥，没有形成闭合回路；C项中两个电极材料相同，不能形成原电池。依据原电池的构成条件可知D正确。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=H2解析：选A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
5、电极流向Cu电极，A项正确，C、D两项错误；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项错误。1加快化学反应速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，反应加快。2比较金属的活动性强弱对于酸性电解质，一般是作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性较弱。3设计原电池(1)理论上，自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。(2)外电路。 (3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。1有a、b、c、d四个金属电极
6、，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()AabcdBbcdaCdabc Dabdc解析：选C由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性ab，对于第二个装置，依据还原性规律知，金属活动性bc，第三个装置的金属活动性dc，由第四个装置电流从ad，则电子从da，故金属活动性da。2设计原电池Zn2Fe3=Zn22Fe2，在方框中画出能形成稳定电流的半电池形式的装置图(标出电极材料、电解质溶液)负极：_，电极反应：_；正极：_，电极反应：_。解析：分
7、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ZnZn2e=Zn2Pt2Fe32e=2Fe2三级训练节节过关1原电池是将化学能直接转化为电能的装置，原电池反应的本质是()A化合价的升降B离子定向移动C氧化还原反应 D电能的储存解析：选C原电池是利用自发的氧化还原反应来实现能量转化的，即通过两极上的氧化反应和还原反应，把化学能转化为电能。2结合下图判断，下列叙述不正确的是()A、的反应原理均是ZnCu2=Zn2CuB、中均有电子转移，均是把化学能转化为电能C随着反应的进行，、中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅
8、D取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有沉淀产生解析：选B中发生的是化学反应，没有电能产生，中发生的是电化学反应，化学能转化为电能，但二者的反应原理都是ZnCu2=Zn2Cu，A项正确，B项错误；随着反应的进行，、中(Cu2)逐渐减小，溶液颜色均渐渐变浅，C项正确；在原电池工作过程中，盐桥中的Cl移向负极，即a中溶液含有Cl，故取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有AgCl沉淀产生，D项正确。3.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池(如图)。以下有关该原电
9、池的叙述正确的是()在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A BC D解析：选C由于活动性：CuAg，则Cu作负极，电解质溶液为Cu(NO3)2溶液；Ag作正极，电解质溶液为AgNO3溶液，盐桥形成闭合回路。在外电路中，电流由银电极流向铜电极，错误；正极为溶液中Ag得到电子被还原为Ag，电极反应式为Age=Ag，正确；实验过程中取出盐桥，因为不能形成闭合回路，所以原电池不能继续工作，错误；将铜片浸入AgNO3溶液中，发生的化学反应与该原电池反应相同，正确。4为了避免锌片与Cu2直接接
10、触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：(1)此装置工作时，可以观察到的现象是_，电池总反应式为_z_。(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成_，铜和铜盐溶液组成_，中间通过盐桥连接起来。(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO向_移动，硫酸铜溶液中SO向_移动。(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过_移动来导电的。在工作时，K移向_。解析：该装置为锌铜原电池，总反应式为ZnCu2=CuZn2，电池工作时，观察到电流计指针发生偏转，锌片不断溶解，铜片上有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中
11、SO向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO向盐桥移动，而盐桥中的K向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路。答案：(1)电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出ZnCu2=Zn2Cu(2)锌半电池铜半电池(3)锌电极盐桥(4)离子正极区(CuSO4溶液)1下列反应不可用于设计原电池的是()ANaOHHCl=NaClH2OB2CH3OH3O2=2CO24H2OCZn2HCl=ZnCl2H2D4Al3O26H2O=4Al(OH)3解析：选A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。2下列
12、关于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变为电能的装置C原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原D原电池工作时，电流的方向是从负极到正极解析：选BA项，构成原电池的正极和负极可能是两种不同的金属，也可能是导电的非金属(如石墨棒)和金属，错误；B项，原电池是将化学能转变为电能的装置，正确；C项，在原电池中，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，错误；D项，原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，电流的方向是从正极到负极，错误。3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()AF
13、e3e=Fe3BFe2e=Fe2C2H2OO24e=4OH DAge=Ag解析：选D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。4.如图是一个盐桥中充满饱和KCl溶液的锌铜原电池装置，下列分析正确的是()ACu片上发生氧化反应B电子由Cu片经外电路流向Zn片C盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液D一段时间后烧杯中c(Zn2)、c(Cu2)均减小解析：选CCu片为正极，正极发生还原反应，A项错误；电子从Zn片(负极)经外电路流向Cu片(正极)，B项错误；盐桥中的阴离子移向负极，即Cl移向ZnSO4溶液，C项正确；负
14、极反应为Zn2e=Zn2，左烧杯中c(Zn2)增大，D项错误。5.如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向为X外电路YB若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为ZnC若两电极都是金属，则它们的活动性为XYDX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应解析：选C由图可知，电子的流动方向是X外电路Y，则电流的方向就为Y外电路X；X为原电池的负极，Y为正极，X的活动性比Y的强；X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应。所以，A、B、D错误，C正确。6.如图所示，电流计的指针发生偏转，正极变粗，负极变细，符
15、合这种情况的是()A正极Cu，负极Zn，S为稀H2SO4B正极Zn，负极Cu，S为CuSO4溶液C正极Ag，负极Zn，S为AgNO3溶液D正极Fe，负极Cu，S为AgNO3溶液解析：选C原电池中，负极失去电子发生氧化反应，根据题意负极变细，即金属单质失去电子，负极应是活泼金属，B和D错误；又因为正极变粗，即该电池的总反应应是置换金属的置换反应，A错误。7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()AABEDBABDECDEAB DDABE解
16、析：选D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E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。8关于下图所示装置(盐桥含KCl)的叙述，正确的是()A铜离子在铜片表面被氧化B铜作负极，铜片上有气泡产生C电流从锌片经导线流向铜片D右侧烧杯中，SO的物质的量几乎不变，K的数目增多解析：选D铜离子在铜片表面被还原，A不正确；铜作正极，铜片上有铜析出，无气泡产生，B不正确；电子从锌片经导线流向铜片，而电流方向与电子的定向移动方向相反，C不正确；盐桥中阳离子移向正极，右侧烧杯中K的
17、数目增多，D正确。9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
18、大(4)DABC10.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
19、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)锌片减少的质量65 gmol16.5 g。答案：(1)Zn2H=Zn2H2正氧化Zn2e=Zn22H2e=H2(2)6.51已知空气锌电池的电极反应为锌粒：Zn2OH2e=ZnOH2O，石墨：O22H2O4e=4OH。根据判断，锌片()A正极，并被还原 B正极，并被氧化C负极，并被还原 D负极，并被氧化解析：选DZn失去电子作负极，负极被氧化。2一个原电池的总反应的离子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，该反应的原电池的组成正确的是()选项ABCD正
20、极ZnAgCuCu负极CuCuZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2解析：选C根据负极材料要求可知，A、B错误，D项的自发氧化还原反应为ZnFe2=Zn2Fe，不符合题目要求，也不正确。3右图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下： 卡片上的描述合理的是()A BC D解析：选B构成原电池的正极是Cu，负极是Zn，故错误；电子从负极Zn流出，流向正极Cu，H向正极移动，在Cu上得电子：2H2e=H2，故错误，、正确；原电池负极上发生的反应是Zn2e=Zn2，错误；电池总反应：Zn2H=Zn2H2，当有1 mol e通过时，产生H2为
21、0.5 mol，故正确。4某小组设计如图装置(盐桥中盛有浸泡了KNO3溶液的琼脂)研究电化学原理。下列叙述正确的是()A银片为负极，发生的反应为Age=AgB进行实验时，琼脂中K移向Mg(NO3)2溶液C用稀硫酸代替AgNO3溶液，可形成原电池D取出盐桥，电流表依然有偏转解析：选CA项，Mg比Ag活泼，Mg片为负极，Ag片为正极，A项错误；进行实验时，琼脂中的阳离子移向正极，即K移向AgNO3溶液，B项错误；C项，用稀硫酸代替AgNO3溶液，也可形成原电池，电池总反应为Mg2H=Mg2H2，C项正确；D项，取出盐桥，电路断开，电流表不能偏转，D项错误。5.右图为一原电池的结构示意图，下列说法中
22、，不正确的是()A原电池工作时的总反应为ZnCu2=Zn2CuB原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深D盐桥中阳离子流向CuSO4溶液中解析：选C该原电池中Zn为负极，负极上Zn失去电子，发生氧化反应，Zn2e=Zn2，Cu为正极，正极上溶液中的Cu2得到电子，发生还原反应，Cu22e=Cu，总电池反应为ZnCu2=Zn2Cu，盐桥中阳离子移向正极，即移向CuSO4溶液，综上所述，C项错误，其他各项均正确。6.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
23、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，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析：选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。7某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是()AFe作正极，发生氧化反应B负极反应：Al3e3OH=Al(O
24、H)3C工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中pH不变D盐桥中的Cl向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性解析：选DA项，铝的金属性强于铁，则铝是负极，铁是正极，铁上发生还原反应，错误；B项，铝是负极，失去电子，电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O，错误；C项，工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中氢离子放电，浓度降低，则pH增大，错误；D项，铝是负极，则盐桥中的Cl向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性，D正确。8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
25、6.4 gD当铜棒质量减少6.4 g时，向乙池密封管中通入标准状况下1.12 L O2，将使气体全部溶于水解析：选DA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项错误；B项，乙池是正极，溶液中的NO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 mol)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=NO2H
26、2O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。9.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 BNOCAg DSO(5)其中CuSO4溶液能否被H
27、2SO4(稀)溶液代替_。Ag电极能否被石墨代替_。解析：(1)由反应方程式可知，Cu为还原剂，作负极，即Cu为X极，Ag(aq)为氧化剂，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
28、石墨代替。答案：(1)CuAgNO3溶液(2)正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2(3)CuAg(4)B(5)能能10将反应IO5I6H3I23H2O设计成如图所示的原电池。(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针向右偏转，此时甲池中发生的电极反应式为_，工作过程中关于电流计的读数，下列说法正确的是_(填编号)。a电流计读数逐渐减小 B电流计读数有可能变为0c电流计读数一直不变 D电流计的读数逐渐增大(2)如果在加浓硫酸前， 甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，则溶液变蓝的烧杯是_(填“甲”“乙”或“甲、乙”)。(3)工作一段时间后，如果再向甲烧杯滴入浓NaOH溶液，此时乙池中发生的电极反应式
29、为_，电流计指针向_(填“左”或“右”)偏转。解析：(1)根据题中信息，I失电子被氧化，说明乙池中石墨作负极，其电极反应式为2I2e=I2，则甲池中石墨作正极，其电极反应式为2IO12H10e=I26H2O，随反应的进行，碘离子和碘酸根离子的量减小，通过的电量减小，电流计读数不断减小，当反应达到平衡后，电流计的读数为0，故a、b说法正确。(2)根据(1)的分析，两烧杯中都有I2的存在，加入淀粉后，都变蓝；(3)甲烧杯中滴入NaOH溶液，消耗H，促使反应向逆反应方向进行，乙池中电极反应式I22e=2I，则甲池中电极反应式：I212OH10e=2IO6H2O，甲池失电子，电流计指针向左偏转。答案：(1)2IO10e12H=I26H2Oa、b(2)甲、乙(3)I22e=2I左