（选必1）4.1.1 原电池的工作原理 （学案）

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4.1.1  原电池的工作原理（学案）


1．以铜锌原电池为例，理解原电池的工作原理。
2．学会判断原电池的正、负极。
3．掌握原电池反应方程式和电极反应式的书写。


1．原电池正负极的判断；
2．原电池原理；
3．原电池电极反应方程式的书写。


原电池是：______________________________________________________


一、原电池的工作原理
1、理清氧化还原反应的两条线索
（1）还原剂→____________电子→元素化合价____________→被氧化→发生氧化反应。
（2）氧化剂→____________电子→元素化合价____________→被还原→发生还原反应。
2、原电池的工作原理
原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池内发生的反应属于__________。
（1）正负极反应式及反应类型


原电池总反应式：Zn＋2H＋==Zn2＋＋H2↑。
（2）电子流动方向和电流方向
①外电路：电子由__________电极经过导线流向__________电极，电流由铜电极流向Zn电极；
②内电路：__________移向正极，__________移向负极。
3、原电池构成的条件
具有活动性不同的两个电极，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液中，且能自发地发生氧化还原反应。
下列图示装置能形成原电池的是④⑥⑦。










二、原电池的正负极的判断

判断依据	负极	正极
电极材料	__________	__________
反应类型	__________	__________
电子流动方向	__________	__________
离子流动方向	__________	__________
电流方向	__________	__________
与电解质溶液能否发生反应	__________	__________
反应现象	__________	__________
电极附近pH值变化	__________	__________

知识点二、电极方程式的书写和原电池原理的应用
一、原电池电极反应方程式的书写
1、一般电极反应式的书写方法
（1）定电极，标得失。
按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。
（2）看环境，配守恒。
电极产物在电解质溶液中应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。
（3）两式加，验总式。
两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。
2、已知总反应式，书写电极反应式
（1）分析化合价，确定正极、负极的反应物与反应产物。
（2）在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。
（3）根据质量守恒配平电极反应式。
（4）复杂电极反应方程式=总电极反应方程式-简单电极反应方程式。
二、原电池原理的应用
1、运用原电池原理，加快化学反应速率
如：实验室中用Zn与稀H2SO4反应制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶液。这样做的原因是Zn与置换出的Cu、稀H2SO4构成Zn与置换出的Cu、稀H2SO4构成了原电池，加快了反应的进行。
2、运用原电池原理，设计制造各种化学电源
3、运用原电池原理，对金属实行有效保护
例：为保护轮船船体或大坝闸门的过快腐蚀，通常在船体或闸门外壳上连接一块比船体或闸门更活泼的金属，以保护船体或闸门。
4、运用原电池原理，判断金属的活动性大小
作为原电池负极的金属，金属活动性一般比作为正极的金属活动性强。
5、运用原电池原理，判断氧化还原进行的方向
【练习】1．下列装置中，属于原电池的是(    )

         

【练习】2．分析如图所示的四个原电池装置，下列结论正确的是(　　)


A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－==6OH－＋3H2↑
C．③中Fe作负极
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－==H2↑
【练习】练习3．铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是(    )
A．阴极        B．正极        C．负极        D．阳极
【练习】4．如图所示的装置中，金属活动性顺序M位于氢之前，而N位于氢之后。下列叙述中不正确的是(    )


A．N上有气体放出
B．M为负极，N为正极
C．是化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N
【练习】5．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是(    )


A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
【练习】6．有甲、乙两个电极，用导线连接一个电流计，放入盛有丙溶液的烧杯中，电极乙的质量增加，则装置中可能的情况是(    )
A．甲作负极，丙是硫酸铜溶液        B．甲作负极，丙是硫酸溶液
C．乙作负极，丙是硫酸铜溶液        D．乙作正极，丙是硫酸溶液
【练习】7．实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是(    )


A．该原电池的正极反应是Zn－2e－==Zn2＋
B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去
C．该电池铂电极上有气泡出现
D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋==2Fe＋3Zn2＋
【练习】8．有关下图装置的说法中正确的是(    )


A．铜为正极
B．石墨为正极
C．乙池中电极反应式为＋4H＋＋e－==NO2↑＋2H2O
D．当铜棒质量减少6.4g时，甲池溶液质量增加6.4g
【练习】9．如图是一电池，下列有关说法正确的是(    )


A．该电池负极反应为Fe2＋－e－==Fe3＋
B．当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极减少56g
C．石墨电极上发生氧化反应
D．盐桥中K＋移向右侧FeCl3溶液
【练习】10．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是(    )


A．锌是电池的负极，发生还原反应
B．盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移
C．电流从锌电极通过电流计流向铜电极
D．铜电极上发生的电极反应是2H＋＋2e－==H2↑


1．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
2．在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述中不正确的是(    )


A．碳棒上有气体放出，溶液的酸性减弱        B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极到b极        D．a极上的电极反应式为Zn－2e－==Zn2＋
3．在图中的8个装置中，属于原电池的是(    )



A．①②③⑤⑧        B．③④⑥⑦        C．④⑥⑦        D．③⑤⑦
4．关于下图所示装置，下列叙述中，正确的是(    )


A．铜是负极，锌片上有气泡产生        B．锌片逐渐减轻，铜片逐渐增重
C．电流从锌片经导线流向铜片        D．氢离子在铜片表面得电子被还原
5．关于下图所示的原电池，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．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－==H2↑
D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变
6．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(SO42-)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
7．如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是(    )


A．Fe是负极，C是正极
B．负极反应式为Fe－3e－==Fe3＋
C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D．电流由石墨电极流向Fe电极
8．将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中，构成如下图的装置(以下均假设反应过程中溶液体积不变)。


（1）铁片上的电极反应式为_____________________________________________。
（2）铜片周围溶液会出现的现象_________________________________________。
（3）若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，计算导线中流过的电子的物质的量为________mol。
9．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。


（1）A中反应的离子方程式为____________________________________________。
（2）B中Sn极为________极，电极反应式为__________；Sn极附近溶液的酸性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。B中Fe极为________极，电极反应式为______________。
（3）C中被腐蚀的金属是________，总反应式为____________________________；
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是________________________。
10．如图所示的铜－锌原电池中，理论上应观察到的现象是：


（1）铜片_________________；锌片_________________。
（2）写出此时原电池的电极反应式：
正极____________________，负极____________________。
（3）在实际实验中，锌片上也有气泡产生(装置连接正常)，其原因可能是_________。
【课前复习答案】化学能转化为电能的装置
【知识点填空答案】
失；升高；得；降低；氧化还原反应；Zn；铜；；阳离子；阴离子；

活动性较强的金属	活动性较弱的金属或能导电的非金属
发生氧化反应	发生还原反应
电子流出极	电子流入极
阴离子移向的电极	阳离子移向的电极
电流流入极	电流流出极
能自发发生氧化还原反应的金属	不能自发发生氧化还原反应的金属(非金属)
电极溶解	电极增重或有气泡放出
pH降低	pH升高

【练习答案】DBCDCABBDB
【检测反馈答案】CBDDACB
8【答案】（1）Fe－2e－==Fe2＋（2）溶液颜色变浅（3）0.02
9【答案】（1）Fe＋2H＋==Fe2＋＋H2↑（2）正；2H＋＋2e－==H2↑；减小；负；Fe－2e－==Fe2＋；
（3）Zn；Zn＋H2SO4==ZnSO4＋H2↑；B、A、C。
10【答案】（1）有无色气泡产生；逐渐溶解
（2）2H＋＋2e－==H2↑；Zn－2e－==Zn2＋
（3）锌片含有杂质，杂质与锌形成原电池产生气泡