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人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池导学案
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池导学案，共17页。学案主要包含了原电池的基本概念，锌铜原电池的工作原理，盐桥的作用，原电池的应用等内容，欢迎下载使用。
第24讲原电池的工作原理
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知识精讲
实验探究——锌铜原电池
实验装置
实验操作
实验现象
实验结论
将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中
锌片上有气泡冒出，铜片上无现象
装置中有电流产生，化学能转化为电能
用导线连接锌片和铜片
铜片上有气泡冒出
用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表
电流表指针发生偏转
一、原电池的基本概念
1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。
2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
3．电极：（1）负极：________电子，发生________反应；
（2）正极：________电子，发生________反应。
4．构成原电池的条件：
（1）自发进行的氧化还原反应；
（2）两个活动性不同的电极；
（3）电解质溶液（或熔融电解质）；
（4）形成闭合回路。
【答案】失去氧化得到还原
二、锌铜原电池的工作原理
工作原理
（反应方程式）
负极（Zn）
正极（Cu）
总反应离子方程式：。
电子移动方向
由极经导线流向极（电流方向相反）。
离子移动方向
阳离子向极移动，阴离子向极移动。
【答案】 Zn - 2e-=== Zn2+ 2H+ + 2e-=== H2↑Zn+2H+=== Zn2+ + H2↑负正正负
三、盐桥的作用
（1）形成闭合回路；
（2）平衡电荷，使溶液呈电中性；
（3）避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。
四、原电池的应用
1．比较金属活动性
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。
2．加快氧化还原反应的速率
一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。
3．设计原电池
理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。利用原电池原理设计和制造原电池，可以将化学能直接转化为电能。
对点训练
题型一：原电池的工作原理
【变1-1】（2021·大安市第一中学校高二开学考试）原电池构成是有条件的，关于如图所示装置的叙述，错误的是
A．Cu是负极，其质量逐渐减小 B．H+向铁电极移动
C．Cu片上有红棕色气体产生 D．Fe电极上发生还原反应
【答案】C
【分析】
由于铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化，故铁和铜插入到浓硝酸中，反应为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故铜做负极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，铁作正极，电极反应为：2+4H++2e-=2NO2↑+2H2O，据此分析解题。
【详解】
A．由分析可知，Cu是负极，其质量逐渐减小，A正确；
B．原电池中阳离子移向正极，结合分析可知铁作正极，故H+向铁电极移动，B正确；
C．由分析可知，在Fe片上得到电子，生成红棕色NO2气体，C错误；
D．由分析可知，Fe电极为负极，发生还原反应，D正确；
故答案为：C。
【例2】（2021·内蒙古通辽实验中学高二期末）铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是
A．b电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu
B．盐桥中K＋移向a电极
C．a电极发生还原反应
D．电子由Zn电极流出，经盐桥溶液流向b电极
【答案】A
【详解】
A．b电极上铜离子得到电子被还原，电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu，A正确；
B． a电极为负极，盐桥中K＋移向正极即b电极，B错误；
C． a电极为Zn，失去电子转变为Zn2＋，锌化合价升高，发生氧化反应，C错误；
D．电子由Zn电极流出，沿着导线流向b电极，D错误；
答案选A。
【变2】（2020·河北石家庄一中高二月考）控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断错误的是
A．反应开始时，甲中的石墨电极为正极
B．反应开始时，乙中的石墨电极上I-发生氧化反应
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
【答案】D
【分析】
根据2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2可知，甲中为FeCl3溶液，石墨上Fe3+得电子发生还原反应为正极，即2Fe3++2e-=2Fe2+，乙中是KI溶液，石墨上I-失电子发生氧化反应为负极，即2I--2e-=I2，当反应达到平衡状态时没有电流产生，据此分析解答。
【详解】
A．由上述分析可知，反应开始时，甲中的石墨上Fe3+得电子发生还原反应为正极，即2Fe3++2e-=2Fe2+，故A正确；
B．由上述分析可知，反应开始时，乙中的石墨上I-失电子发生氧化反应为负极，即2I--2e-=I2，故B正确；
C．电流计读数为零时，没有电流产生，则反应达到化学平衡状态，但反应还在进行，没有停止，故C正确；
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，平衡逆向移动，则乙中石墨电极上碘得电子发生还原反应，即I2+2e-=2I-，为正极，故D错误；
答案为D。
题型二：带离子交换膜的原电池
【变3-2】（2019·湖南益阳市·）根据反应2Ag+Cl2=2AgCl设计的一种原电池的装置如图。下列说法正确的是
A．负极反应为Cl2+2e－=2Cl－
B．放电时，离子交换膜右侧溶液中有白色沉淀生成
C．理论上，可以用NaCl溶液代替盐酸
D．当电路中有0.01 mole-转移时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
【答案】C
【详解】
A．负极上发生Ag-e-+Cl-=AgCl，故A错误；
B．放电时，交换膜右侧的氯离子向左侧移动，在负极上有银离子生成，银离子在左侧和氯离子反应生成AgCl沉淀，故B错误；
C．根据电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，用NaCl溶液代替盐酸，电池的总反应不变，故C正确；
D．放电时，当电路中转移0.01mole−时，交换膜右侧会有0.01mol氯离子通过阴离子交换膜向左侧移动，同时会有0.01molAg失去0.01mol电子生成银离子，银离子会与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以交换膜左侧溶液中离子物质的量不变，故D错误；
故答案为：C。
题型三：原电池的应用
【例5】（2021·河北张家口·高二期末）3.25 g锌与100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸反应，为了加快反应速率而不改变H2的产量，可采取的措施是
A．滴加几滴浓盐酸 B．滴加几滴浓硝酸
C．滴加几滴硫酸铜溶液 D．加入少量锌粒
【答案】A
【详解】
A．3.25 g Zn的物质的量n(Zn)=，100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸中溶质的物质的量n(H2SO4)=1 mol/L×0.1 L=0.1 mol，根据方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知：二者反应的物质的量的比是1：1，故硫酸过量，反应放出H2要以不足量的Zn为标准计算。滴加几滴浓盐酸，增加了溶液中c(H+)，反应速率加快，A符合题意；
B．硝酸具有强氧化性，与Zn反应不能产生氢气，B不符合题意；
C．Zn与CuSO4发生置换反应产生Cu和ZnSO4，Zn、Cu及硫酸构成原电池，使反应速率加快；但由于Zn消耗，导致反应产生H2的量减少，C不符合题意；
D．加入少量的Zn，由于Zn是固体，浓度不变，因此反应速率不变，但由于不足量的Zn的量增加，以Zn为标准反应产生的H2的量增多，D不符合题意；
故合理选项是A。
【变6】（2021·全国）设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。
（1）写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：___________。
（2）若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：
①负极：___________
②正极：___________。
（3）画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：
①不含盐桥
②含盐桥
【答案】
（1）2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋
（2）Cu-2e-=Cu2＋2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋
（3）
【分析】
（1）
Fe3+具有强氧化性，会将Cu单质氧化变为Cu2+，其本身被还原产生Fe2+，反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。
（2）
原电池的负极失去电子，发生氧化反应，正极上得到电子，发生还原反应，因此要将上述反应设计为原电池，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2＋；正极反应式为：2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋。
（3）
①若将上述反应设计为原电池，Cu为负极，活动性比Cu弱的电极如石墨为正极，含有Fe3+的溶液如FeCl3为电解质溶液，若不含有盐桥，则装置图为：；
②若将上述反应设计为原电池，Cu为负极，活动性比Cu弱的电极如石墨为正极。若含有盐桥，则Cu电极插入含有Cu2+的电解质溶液如CuCl2溶液中；正极石墨插入含有Fe3+的溶液如FeCl3溶液中，则装置图为。
题型四：原电池综合考查
【例8】（2021·全国高二专题练习）某研究性学习小组根据反应设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和溶液。
回答下列问题：
（1）此原电池的负极是石墨_____(填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的移向_____(填“甲”或“乙”)烧杯。
（2）正极反应式为：_______。
（3）若不考虑溶液的体积变化，浓度变为，则反应中转移的电子为_______mol。
【答案】
（1）b乙
（2）
（3）0.5
【分析】
（1）
由总反应方程式可知，石墨b是原电池的负极，硫酸亚铁在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸铁，电池工作时，阴离子硫酸根离子向负极移动，即向乙烧杯移动，故答案为：b；
（2）
由总反应方程式可知，石墨a是正极，酸性条件下，高锰酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为，故答案为：；
（3）
由电极反应式可知，生成1mol锰离子，反应转移5mol电子，则溶液的体积未变，溶液中的浓度由变为时，转移电子的物质的量为(1.5mol/L—1mol/L) ×0.2L×5=0.5mol，故答案为：0.5。
提分特训
【题1】（2018·山东）下图为番茄电池装置示意图，下列说法正确的是
A．铜片上发生氧化反应 B．锌片质量减小，发生还原反应
C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．该装置可将电能转化为化学能
【答案】C
【分析】
根据金属的活泼性知，酸性条件下，锌作负极，铜作正极，负极上锌失电子、发生氧化反应，正极上得电子、发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极，据此解答。
【详解】
A．该原电池中，锌作负极，发生失电子的氧化反应，铜作正极，得电子、发生还原反应，故A错误；
B．该原电池中，锌作负极，发生失电子的氧化反应，即Zn-2e-=Zn2+，锌片质量会减少，故B错误；
C．该原电池中，锌作负极，铜作正极，电子从负极Zn沿导线流向正极Cu片，故C正确；
D．该装置是原电池是将化学能转化为电能的装置，故D错误；
故选C。
【题2】（2021·天台县育才中学高二月考）下列关于下图装置(该盐桥为含KNO3的琼脂)的说法正确的是
A．银电极是负极
B．铜电极上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+
C．外电路中的电子是从银电极流向铜电极
D．盐桥中K+移向CuSO4溶液
【答案】B
【分析】
该装置为有盐桥的原电池，在原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，铜比银活泼，铜是负极，银是正极，据此分析解答。
【详解】
A． 铜电极是负极，故A错误；
B． 铜电极是负极，发生的反应为Cu-2e-=Cu2＋，故B正确；
C． 铜是负极，银是正极，外电路中的电子是从铜电极流向银电极，故C错误；
D． 原电池中，阴离子移动向负极，则盐桥中的阴离子会进入硫酸铜溶液，故D错误；
故选B。
【题3】（2021·河南洛阳·高二期末）用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O，反应为2Cu+H2OCu2O+H2装置如图，下列说法中正确的是
A．电解时Cl-通过交换膜向Ti极移动
B．阳极的电极反应式：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
C．阴极OH-放电，有O2生成
D．Ti电极上生成的气体和Cu电极上生成的固体的物质的量之比为2：1
【答案】B
【题4】（2021·浮梁县第一中学高二月考）利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。下列说法正确的是
A．a电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
B．消耗4.48 LNH3时，被消除的NO2的物质的量为0.15 mol
C．若离子交换膜是阳离子交换摸，装置右室中溶液的碱性减弱
D．整个装置中NaOH的物质的量不断减少
【答案】A
【详解】
A．根据图示可知：在a电极上NH3失去电子变为N2，故a电极反应式是：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，A正确；
B．由于未指明气体所处的外界条件，因此不能计算NH3的物质的量，也就不能确定反应消耗NO2的物质的量，B错误；
C．原电池工作时，正极b反应式为：2NO2+8e-+4H2O=8OH-+N2，若离子交换膜是阳离子交换摸，装置右室中生成的OH-不能移向左室，使附近溶液的碱性增强，C错误；
D．该原电池总反应为：6NO2+8NH3=7N2+12H2O，由于不消耗或生成NaOH，所以NaOH的物质的量不变，但由于不断反应产生H2O，导致NaOH的浓度降低，D错误；
故合理选项是A。
【题5】欲提高Cu粉与1.2 mol/L的HNO3溶液的反应速度，可加入下列什么试剂（ ）
A．蒸馏水 B．碳酸钠固体 C．食盐水 D．AgNO3溶液（少量）
【答案】D
【题6】（2021·全国）写出Fe和Cu、浓硝酸构成的原电池的电极反应式及电池反应式。
负极反应式：___________；正极反应式：___________。电池反应式：___________。
【答案】Cu-2e-=Cu2＋4H＋＋2NO＋2e-=2H2O＋2NO2↑Cu＋4H＋＋2NO=Cu2＋＋2H2O＋2NO2↑
【分析】
Fe遇冷的浓硝酸钝化，故在该原电池中Cu作负极，Fe作正极，浓硝酸为电解质溶液。
【详解】
根据上述分析可知，负极反应式：Cu-2e-=Cu2＋；
正极反应式：4H＋＋2NO＋2e-=2H2O＋2NO2↑
电池反应式：Cu＋4H＋＋2NO=Cu2＋＋2H2O＋2NO2↑。
【题7】（2021·浙江省余姚市第七中学）分别按图甲乙所示装置进行实验，两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。
（1）下列叙述正确的是___________
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯溶液中浓度均减小
D．甲产生气泡的速率比乙慢
（2）在甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，一段时间后测得某一电极增重12.8g，则该电池反应共转移电子数目___________
（3）甲装置中的能量转化形式为___________能转化为___________能，乙装置中的能量转化形式为___________能转化为___________能
（4）如果将反应2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池，则正极电极反应为___________，正极材料是___________，负极材料是___________，电解质溶液是___________。
【答案】C0.4 NA化学电化学热Fe3++e-= Fe2+碳棒铁FeCl3溶液
【分析】
锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，甲装置形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理分析解答。
【详解】
(1)A．铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，乙烧杯中铜片表面无气泡产生，甲装置形成原电池，烧杯中铜片为正极，表面有气泡产生，故A错误；
B．乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；
C．两烧杯中硫酸都与锌发生反应，氢离子浓度都会减小，故C正确；
D．甲能形成原电池反应，较一般化学反应速率更大，所以产生气泡的速率甲比乙快，故D错误；
故答案： C。
(2)在甲装置构成原电池，烧杯中铜片为正极，锌作负极，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，Cu2+在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。一段时间后测得某一电极增重12.8g为铜的质量，其物质的量为0.2mol，则该电池发生反应共转移电子数目为0.2mol2NA=0.4 NA，故答案：0.4 NA。
(3)甲形成闭合回路，形成原电池，将化学能转变为电能；乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，反应放热，将化学能转变为热能，故答案：化学；电；化学；热。
(4)根据2FeCl3+Fe=3FeCl2反应可知，Fe为还原剂可做原电池的负极，所以负极材料是铁；FeCl3为氧化剂做原电池的正极，则正极电极反应为Fe3++e-= Fe2+，正极材料是能导电的碳棒，电解质溶液是FeCl3溶液。故答案：Fe3++e-= Fe2+；碳棒；铁；FeCl3溶液。
【题8】（2021·大安市第一中学校高二开学考试）反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2，请回答下列问题。
（1）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是___(填字母)。
A．将铁粉改为铁片 B．加入少量醋酸钠固体
C．滴加少量CuSO4 D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸
（2）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为___极(填“正”或“负”)。石墨棒上产生的现象为___，该极上发生的电极反应为___，原电池工作时溶液中的SO移向___极(填正或负)，若反应产生3.36L气体(已换算成标况下)，则理论上消耗铁的质量是__。
（3）实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___。
A．AgNO3+HCl=AgCl+HNO3 B．NaOH+HCl=NaCl+H2O
C．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) D．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为：___。
【答案】
（1）C
（2）正有气泡产生2H++2e-=H2↑负8.4
（3）DPb-2e-+SO=PbSO4
【分析】
（1）
A．将铁粉改为铁片则减小铁与硫酸的接触面积，故反应速率减慢，A不合题意；
B．加入少量醋酸钠固体则有反应CH3COO-+H+CH3COOH，将导致溶液中H+离子浓度减小，故反应速率减慢，B不合题意；
C．滴加少量CuSO4由于反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，在置换出铜附在铁上可形成微小的原电池，故反应速率加快，C符合题意；
D．常温下浓硫酸将铁钝化，在铁表面形成致密的氧化物保护膜，阻止反应继续进行，故将稀硫酸改为98%的浓硫酸，将使反应速率减慢，D不合题意；
故答案为：C；
（2）
若将上述反应设计成原电池，则铁电极上发生的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，发生氧化反应，作负极，故石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为正，发生的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，石墨棒上产生的现象为有大量的无色气泡产生，原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，故溶液中的SO移向负极，根据总反应方程式可知，若反应产生3.36L气体(已换算成标况下)，则理论上消耗铁的质量是=8.4 ，故答案为：正；有气泡产生；2H++2e-=H2↑；负；8.4；
（3）
由于原电池中是电子的定向移动形成电流的，故理论上任何一个自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，据此分析解题：
A．AgNO3+HCl=AgCl+HNO3反应中各元素的化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，A不合题意；
B．NaOH+HCl=NaCl+H2O反应中各元素的化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，B不合题意；
C．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)反应中虽然C和H元素的化合价发生了变化，但是该反应不能自发进行，故不能设计成原电池，C不合题意；
D．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O反应中Pb的化合价发生改变，且能够自发进行，可以设计成原电池，D符合题意；
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O反应中Pb转化PbSO4，化合价升高，发生氧化反应，故该电池负极反应为：Pb-2e-+SO=PbSO4，故答案为：D；Pb-2e-+SO=PbSO4；
提分作业
【练1】（2021·广东）化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示，下列说法正确的是
A．锌电极发生氧化反应
B．锌片和铜片都有O2产生
C．电子由铜电极经导线流向锌电极
D．原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变
【答案】A
【详解】
A．锌比铜活泼，作负极，发生氧化反应，故A正确；
B．铜作正极，电极上有氢气产生：2H++2e-=H2↑，故B错误；
C．电子由负极流向正极，即从锌电极经导线流向铜电极，故C错误；
D．原电池工作一段时间后，正极反应为：2H++2e-=H2↑，则溶液的c(H+)变小，故D错误。
故选A。
【练2】（2021·安徽省泗县第一中学高二开学考试）关于如图所示的原电池，下列说法正确的是
A．盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移
B．可以用铜导线替代图中的盐桥
C．铜电极发生氧化反应，其电极反应是
D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，锌电极在反应后质量减少
【答案】A
【分析】
原电池中，较活泼金属作负极，作负极，失去电子，发生氧化反应，作正极，得到电子，发生还原反应，负极电极反应为：，正极电极反应为：，电子从负极沿导线流向正极，盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
【详解】
A．盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移，A正确；
B．盐桥中是离子导体、采用离子导体联通2个半电池构成闭合回路，铜是金属导体，不可以用铜导线替代图中的盐桥，B错误；
C．作正极，发生还原反应，其电极反应是，C错误；
D．取出盐桥后，取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流表不会偏转，D错误；
答案选A。
【练3】（2021·哈密市第八中学高二期末）在下图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极，则Y可能是
A．锌 B．银 C．石墨 D．铜
【答案】A
【详解】
在柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X，说明Y是负极，X是正极，Y的活动性比X强。根据金属活动性顺序表，可知活动性：Zn＞Cu＞Ag，石墨是非金属单质，失去电子能力比金属弱，因此若X为铅电极，则Y应该是活动性比铅强的金属锌，故合理选项是A。
【练4】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() 减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴离子、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
【答案】 C
【练5】X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：
则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞W
C．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W
【答案】 A
【练6】（2021·牡丹江市第十五中学高一期中）如图所示：
（1）铜与锌直接浸在同一电解质溶液中，形成了___________池，铜是___________极；锌是___________极；正极发生___________反应，负极发生___________反应。
（2）写出电极反应式：正极：___________负极：___________。
（3）溶液中的H+向___________极移动，溶液中的SO向___________极移动。
（4）总反应的离子方程式___________。
【答案】
（1）原电池正负还原氧化
（2）2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+
（3）正负
（4）Zn+2H+=Zn2++H2↑
【分析】
（1）
组成原电池的正负极，稀硫酸是电解质溶液，促成了闭合回路，故形成了原电池，自发的氧化还原反应为Zn+2H+=Zn2++H2，故Zn是负极，发生氧化反应；Cu是正极，发生还原反应。
（2）
正极上氢离子得电子生成氢气，故正极离子方程式为：2H++2e-=H2↑，负极是锌失电子生成锌离子，故负极离子方程式为：Zn-2e-=Zn2+。
（3）
电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故H+向正极移动，溶液中的SO向负极移动。
（4）
总反应的离子方程式：Zn+2H+=Zn2++H2↑。
【练7】（2021·福建三明一中）回答下列问题
（1）请你将反应设计成原电池，并回答下列问题：
①该电池的正极材料可以是___________，也可选用___________等代替。
②画出你所设计的双液原电池的装置图，并标注出电极材料和电解质溶液。___________
③写出电极反应式：负极___________，正极___________。
④该电池负极材料质量减重3.2g，则电路中通过的电子的数目为___________。
【答案】
（1）Ag石墨(C)或Pt或
（2）、、、、NaCl
【分析】
（1）
①由可知，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，则该电池的正极材料可以是Ag，也可选用石墨(C)或Pt；答案为Ag；石墨(C)或Pt。
②由可知，Cu作负极，C棒作正极，电解质溶液为FeCl3溶液和CuSO4溶液，用盐桥相连接成闭合回路，双液原电池的装置图为；答案为。
③由可知，该原电池中，负极的电极反应式为，正极的电极反应式为；答案为；。
④该电池负极材料质量减重3.2g，则反应的Cu的物质的量为n(Cu)==0.05mol，由负极的电极反应式为可知，电路中通过的电子的数目为0.05×2×NA＝0.1NA或0.05×2×6.02×1023＝6.02×1022；答案为0.1NA或6.02×1022。
第24讲原电池的工作原理
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知识精讲
实验探究——锌铜原电池
实验装置
实验操作
实验现象
实验结论
将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中
锌片上有气泡冒出，铜片上无现象
装置中有电流产生，化学能转化为电能
用导线连接锌片和铜片
铜片上有气泡冒出
用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表
电流表指针发生偏转
一、原电池的基本概念
1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。
2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
3．电极：（1）负极：________电子，发生________反应；
（2）正极：________电子，发生________反应。
4．构成原电池的条件：
（1）自发进行的氧化还原反应；
（2）两个活动性不同的电极；
（3）电解质溶液（或熔融电解质）；
（4）形成闭合回路。
【答案】失去氧化得到还原
二、锌铜原电池的工作原理
工作原理
（反应方程式）
负极（Zn）
正极（Cu）
总反应离子方程式：。
电子移动方向
由极经导线流向极（电流方向相反）。
离子移动方向
阳离子向极移动，阴离子向极移动。
【答案】 Zn - 2e-=== Zn2+ 2H+ + 2e-=== H2↑Zn+2H+=== Zn2+ + H2↑负正正负
三、盐桥的作用
（1）形成闭合回路；
（2）平衡电荷，使溶液呈电中性；
（3）避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。
四、原电池的应用
1．比较金属活动性
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。
2．加快氧化还原反应的速率
一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。
3．设计原电池
理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。利用原电池原理设计和制造原电池，可以将化学能直接转化为电能。
对点训练
题型一：原电池的工作原理
【变1-1】（2021·大安市第一中学校高二开学考试）原电池构成是有条件的，关于如图所示装置的叙述，错误的是
A．Cu是负极，其质量逐渐减小 B．H+向铁电极移动
C．Cu片上有红棕色气体产生 D．Fe电极上发生还原反应
【答案】C
【分析】
由于铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化，故铁和铜插入到浓硝酸中，反应为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故铜做负极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，铁作正极，电极反应为：2+4H++2e-=2NO2↑+2H2O，据此分析解题。
【详解】
A．由分析可知，Cu是负极，其质量逐渐减小，A正确；
B．原电池中阳离子移向正极，结合分析可知铁作正极，故H+向铁电极移动，B正确；
C．由分析可知，在Fe片上得到电子，生成红棕色NO2气体，C错误；
D．由分析可知，Fe电极为负极，发生还原反应，D正确；
故答案为：C。
【例2】（2021·内蒙古通辽实验中学高二期末）铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是
A．b电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu
B．盐桥中K＋移向a电极
C．a电极发生还原反应
D．电子由Zn电极流出，经盐桥溶液流向b电极
【答案】A
【详解】
A．b电极上铜离子得到电子被还原，电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu，A正确；
B． a电极为负极，盐桥中K＋移向正极即b电极，B错误；
C． a电极为Zn，失去电子转变为Zn2＋，锌化合价升高，发生氧化反应，C错误；
D．电子由Zn电极流出，沿着导线流向b电极，D错误；
答案选A。
【变2】（2020·河北石家庄一中高二月考）控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断错误的是
A．反应开始时，甲中的石墨电极为正极
B．反应开始时，乙中的石墨电极上I-发生氧化反应
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
【答案】D
【分析】
根据2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2可知，甲中为FeCl3溶液，石墨上Fe3+得电子发生还原反应为正极，即2Fe3++2e-=2Fe2+，乙中是KI溶液，石墨上I-失电子发生氧化反应为负极，即2I--2e-=I2，当反应达到平衡状态时没有电流产生，据此分析解答。
【详解】
A．由上述分析可知，反应开始时，甲中的石墨上Fe3+得电子发生还原反应为正极，即2Fe3++2e-=2Fe2+，故A正确；
B．由上述分析可知，反应开始时，乙中的石墨上I-失电子发生氧化反应为负极，即2I--2e-=I2，故B正确；
C．电流计读数为零时，没有电流产生，则反应达到化学平衡状态，但反应还在进行，没有停止，故C正确；
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，平衡逆向移动，则乙中石墨电极上碘得电子发生还原反应，即I2+2e-=2I-，为正极，故D错误；
答案为D。
题型二：带离子交换膜的原电池
【变3-2】（2019·湖南益阳市·）根据反应2Ag+Cl2=2AgCl设计的一种原电池的装置如图。下列说法正确的是
A．负极反应为Cl2+2e－=2Cl－
B．放电时，离子交换膜右侧溶液中有白色沉淀生成
C．理论上，可以用NaCl溶液代替盐酸
D．当电路中有0.01 mole-转移时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
【答案】C
【详解】
A．负极上发生Ag-e-+Cl-=AgCl，故A错误；
B．放电时，交换膜右侧的氯离子向左侧移动，在负极上有银离子生成，银离子在左侧和氯离子反应生成AgCl沉淀，故B错误；
C．根据电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，用NaCl溶液代替盐酸，电池的总反应不变，故C正确；
D．放电时，当电路中转移0.01mole−时，交换膜右侧会有0.01mol氯离子通过阴离子交换膜向左侧移动，同时会有0.01molAg失去0.01mol电子生成银离子，银离子会与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以交换膜左侧溶液中离子物质的量不变，故D错误；
故答案为：C。
题型三：原电池的应用
【例5】（2021·河北张家口·高二期末）3.25 g锌与100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸反应，为了加快反应速率而不改变H2的产量，可采取的措施是
A．滴加几滴浓盐酸 B．滴加几滴浓硝酸
C．滴加几滴硫酸铜溶液 D．加入少量锌粒
【答案】A
【详解】
A．3.25 g Zn的物质的量n(Zn)=，100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸中溶质的物质的量n(H2SO4)=1 mol/L×0.1 L=0.1 mol，根据方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知：二者反应的物质的量的比是1：1，故硫酸过量，反应放出H2要以不足量的Zn为标准计算。滴加几滴浓盐酸，增加了溶液中c(H+)，反应速率加快，A符合题意；
B．硝酸具有强氧化性，与Zn反应不能产生氢气，B不符合题意；
C．Zn与CuSO4发生置换反应产生Cu和ZnSO4，Zn、Cu及硫酸构成原电池，使反应速率加快；但由于Zn消耗，导致反应产生H2的量减少，C不符合题意；
D．加入少量的Zn，由于Zn是固体，浓度不变，因此反应速率不变，但由于不足量的Zn的量增加，以Zn为标准反应产生的H2的量增多，D不符合题意；
故合理选项是A。
【变6】（2021·全国）设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。
（1）写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：___________。
（2）若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：
①负极：___________
②正极：___________。
（3）画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：
①不含盐桥
②含盐桥
【答案】
（1）2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋
（2）Cu-2e-=Cu2＋2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋
（3）
【分析】
（1）
Fe3+具有强氧化性，会将Cu单质氧化变为Cu2+，其本身被还原产生Fe2+，反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。
（2）
原电池的负极失去电子，发生氧化反应，正极上得到电子，发生还原反应，因此要将上述反应设计为原电池，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2＋；正极反应式为：2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋。
（3）
①若将上述反应设计为原电池，Cu为负极，活动性比Cu弱的电极如石墨为正极，含有Fe3+的溶液如FeCl3为电解质溶液，若不含有盐桥，则装置图为：；
②若将上述反应设计为原电池，Cu为负极，活动性比Cu弱的电极如石墨为正极。若含有盐桥，则Cu电极插入含有Cu2+的电解质溶液如CuCl2溶液中；正极石墨插入含有Fe3+的溶液如FeCl3溶液中，则装置图为。
题型四：原电池综合考查
【例8】（2021·全国高二专题练习）某研究性学习小组根据反应设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和溶液。
回答下列问题：
（1）此原电池的负极是石墨_____(填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的移向_____(填“甲”或“乙”)烧杯。
（2）正极反应式为：_______。
（3）若不考虑溶液的体积变化，浓度变为，则反应中转移的电子为_______mol。
【答案】
（1）b乙
（2）
（3）0.5
【分析】
（1）
由总反应方程式可知，石墨b是原电池的负极，硫酸亚铁在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸铁，电池工作时，阴离子硫酸根离子向负极移动，即向乙烧杯移动，故答案为：b；
（2）
由总反应方程式可知，石墨a是正极，酸性条件下，高锰酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为，故答案为：；
（3）
由电极反应式可知，生成1mol锰离子，反应转移5mol电子，则溶液的体积未变，溶液中的浓度由变为时，转移电子的物质的量为(1.5mol/L—1mol/L) ×0.2L×5=0.5mol，故答案为：0.5。
提分特训
【题1】（2018·山东）下图为番茄电池装置示意图，下列说法正确的是
A．铜片上发生氧化反应 B．锌片质量减小，发生还原反应
C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．该装置可将电能转化为化学能
【答案】C
【分析】
根据金属的活泼性知，酸性条件下，锌作负极，铜作正极，负极上锌失电子、发生氧化反应，正极上得电子、发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极，据此解答。
【详解】
A．该原电池中，锌作负极，发生失电子的氧化反应，铜作正极，得电子、发生还原反应，故A错误；
B．该原电池中，锌作负极，发生失电子的氧化反应，即Zn-2e-=Zn2+，锌片质量会减少，故B错误；
C．该原电池中，锌作负极，铜作正极，电子从负极Zn沿导线流向正极Cu片，故C正确；
D．该装置是原电池是将化学能转化为电能的装置，故D错误；
故选C。
【题2】（2021·天台县育才中学高二月考）下列关于下图装置(该盐桥为含KNO3的琼脂)的说法正确的是
A．银电极是负极
B．铜电极上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+
C．外电路中的电子是从银电极流向铜电极
D．盐桥中K+移向CuSO4溶液
【答案】B
【分析】
该装置为有盐桥的原电池，在原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，铜比银活泼，铜是负极，银是正极，据此分析解答。
【详解】
A． 铜电极是负极，故A错误；
B． 铜电极是负极，发生的反应为Cu-2e-=Cu2＋，故B正确；
C． 铜是负极，银是正极，外电路中的电子是从铜电极流向银电极，故C错误；
D． 原电池中，阴离子移动向负极，则盐桥中的阴离子会进入硫酸铜溶液，故D错误；
故选B。
【题3】（2021·河南洛阳·高二期末）用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O，反应为2Cu+H2OCu2O+H2装置如图，下列说法中正确的是
A．电解时Cl-通过交换膜向Ti极移动
B．阳极的电极反应式：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
C．阴极OH-放电，有O2生成
D．Ti电极上生成的气体和Cu电极上生成的固体的物质的量之比为2：1
【答案】B
【题4】（2021·浮梁县第一中学高二月考）利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。下列说法正确的是
A．a电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
B．消耗4.48 LNH3时，被消除的NO2的物质的量为0.15 mol
C．若离子交换膜是阳离子交换摸，装置右室中溶液的碱性减弱
D．整个装置中NaOH的物质的量不断减少
【答案】A
【详解】
A．根据图示可知：在a电极上NH3失去电子变为N2，故a电极反应式是：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，A正确；
B．由于未指明气体所处的外界条件，因此不能计算NH3的物质的量，也就不能确定反应消耗NO2的物质的量，B错误；
C．原电池工作时，正极b反应式为：2NO2+8e-+4H2O=8OH-+N2，若离子交换膜是阳离子交换摸，装置右室中生成的OH-不能移向左室，使附近溶液的碱性增强，C错误；
D．该原电池总反应为：6NO2+8NH3=7N2+12H2O，由于不消耗或生成NaOH，所以NaOH的物质的量不变，但由于不断反应产生H2O，导致NaOH的浓度降低，D错误；
故合理选项是A。
【题5】欲提高Cu粉与1.2 mol/L的HNO3溶液的反应速度，可加入下列什么试剂（ ）
A．蒸馏水 B．碳酸钠固体 C．食盐水 D．AgNO3溶液（少量）
【答案】D
【题6】（2021·全国）写出Fe和Cu、浓硝酸构成的原电池的电极反应式及电池反应式。
负极反应式：___________；正极反应式：___________。电池反应式：___________。
【答案】Cu-2e-=Cu2＋4H＋＋2NO＋2e-=2H2O＋2NO2↑Cu＋4H＋＋2NO=Cu2＋＋2H2O＋2NO2↑
【分析】
Fe遇冷的浓硝酸钝化，故在该原电池中Cu作负极，Fe作正极，浓硝酸为电解质溶液。
【详解】
根据上述分析可知，负极反应式：Cu-2e-=Cu2＋；
正极反应式：4H＋＋2NO＋2e-=2H2O＋2NO2↑
电池反应式：Cu＋4H＋＋2NO=Cu2＋＋2H2O＋2NO2↑。
【题7】（2021·浙江省余姚市第七中学）分别按图甲乙所示装置进行实验，两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。
（1）下列叙述正确的是___________
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯溶液中浓度均减小
D．甲产生气泡的速率比乙慢
（2）在甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，一段时间后测得某一电极增重12.8g，则该电池反应共转移电子数目___________
（3）甲装置中的能量转化形式为___________能转化为___________能，乙装置中的能量转化形式为___________能转化为___________能
（4）如果将反应2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池，则正极电极反应为___________，正极材料是___________，负极材料是___________，电解质溶液是___________。
【答案】C0.4 NA化学电化学热Fe3++e-= Fe2+碳棒铁FeCl3溶液
【分析】
锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，甲装置形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理分析解答。
【详解】
(1)A．铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，乙烧杯中铜片表面无气泡产生，甲装置形成原电池，烧杯中铜片为正极，表面有气泡产生，故A错误；
B．乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；
C．两烧杯中硫酸都与锌发生反应，氢离子浓度都会减小，故C正确；
D．甲能形成原电池反应，较一般化学反应速率更大，所以产生气泡的速率甲比乙快，故D错误；
故答案： C。
(2)在甲装置构成原电池，烧杯中铜片为正极，锌作负极，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，Cu2+在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。一段时间后测得某一电极增重12.8g为铜的质量，其物质的量为0.2mol，则该电池发生反应共转移电子数目为0.2mol2NA=0.4 NA，故答案：0.4 NA。
(3)甲形成闭合回路，形成原电池，将化学能转变为电能；乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，反应放热，将化学能转变为热能，故答案：化学；电；化学；热。
(4)根据2FeCl3+Fe=3FeCl2反应可知，Fe为还原剂可做原电池的负极，所以负极材料是铁；FeCl3为氧化剂做原电池的正极，则正极电极反应为Fe3++e-= Fe2+，正极材料是能导电的碳棒，电解质溶液是FeCl3溶液。故答案：Fe3++e-= Fe2+；碳棒；铁；FeCl3溶液。
【题8】（2021·大安市第一中学校高二开学考试）反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2，请回答下列问题。
（1）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是___(填字母)。
A．将铁粉改为铁片 B．加入少量醋酸钠固体
C．滴加少量CuSO4 D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸
（2）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为___极(填“正”或“负”)。石墨棒上产生的现象为___，该极上发生的电极反应为___，原电池工作时溶液中的SO移向___极(填正或负)，若反应产生3.36L气体(已换算成标况下)，则理论上消耗铁的质量是__。
（3）实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___。
A．AgNO3+HCl=AgCl+HNO3 B．NaOH+HCl=NaCl+H2O
C．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) D．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为：___。
【答案】
（1）C
（2）正有气泡产生2H++2e-=H2↑负8.4
（3）DPb-2e-+SO=PbSO4
【分析】
（1）
A．将铁粉改为铁片则减小铁与硫酸的接触面积，故反应速率减慢，A不合题意；
B．加入少量醋酸钠固体则有反应CH3COO-+H+CH3COOH，将导致溶液中H+离子浓度减小，故反应速率减慢，B不合题意；
C．滴加少量CuSO4由于反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，在置换出铜附在铁上可形成微小的原电池，故反应速率加快，C符合题意；
D．常温下浓硫酸将铁钝化，在铁表面形成致密的氧化物保护膜，阻止反应继续进行，故将稀硫酸改为98%的浓硫酸，将使反应速率减慢，D不合题意；
故答案为：C；
（2）
若将上述反应设计成原电池，则铁电极上发生的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，发生氧化反应，作负极，故石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为正，发生的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，石墨棒上产生的现象为有大量的无色气泡产生，原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，故溶液中的SO移向负极，根据总反应方程式可知，若反应产生3.36L气体(已换算成标况下)，则理论上消耗铁的质量是=8.4 ，故答案为：正；有气泡产生；2H++2e-=H2↑；负；8.4；
（3）
由于原电池中是电子的定向移动形成电流的，故理论上任何一个自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，据此分析解题：
A．AgNO3+HCl=AgCl+HNO3反应中各元素的化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，A不合题意；
B．NaOH+HCl=NaCl+H2O反应中各元素的化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，B不合题意；
C．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)反应中虽然C和H元素的化合价发生了变化，但是该反应不能自发进行，故不能设计成原电池，C不合题意；
D．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O反应中Pb的化合价发生改变，且能够自发进行，可以设计成原电池，D符合题意；
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O反应中Pb转化PbSO4，化合价升高，发生氧化反应，故该电池负极反应为：Pb-2e-+SO=PbSO4，故答案为：D；Pb-2e-+SO=PbSO4；
提分作业
【练1】（2021·广东）化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示，下列说法正确的是
A．锌电极发生氧化反应
B．锌片和铜片都有O2产生
C．电子由铜电极经导线流向锌电极
D．原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变
【答案】A
【详解】
A．锌比铜活泼，作负极，发生氧化反应，故A正确；
B．铜作正极，电极上有氢气产生：2H++2e-=H2↑，故B错误；
C．电子由负极流向正极，即从锌电极经导线流向铜电极，故C错误；
D．原电池工作一段时间后，正极反应为：2H++2e-=H2↑，则溶液的c(H+)变小，故D错误。
故选A。
【练2】（2021·安徽省泗县第一中学高二开学考试）关于如图所示的原电池，下列说法正确的是
A．盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移
B．可以用铜导线替代图中的盐桥
C．铜电极发生氧化反应，其电极反应是
D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，锌电极在反应后质量减少
【答案】A
【分析】
原电池中，较活泼金属作负极，作负极，失去电子，发生氧化反应，作正极，得到电子，发生还原反应，负极电极反应为：，正极电极反应为：，电子从负极沿导线流向正极，盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
【详解】
A．盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移，A正确；
B．盐桥中是离子导体、采用离子导体联通2个半电池构成闭合回路，铜是金属导体，不可以用铜导线替代图中的盐桥，B错误；
C．作正极，发生还原反应，其电极反应是，C错误；
D．取出盐桥后，取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流表不会偏转，D错误；
答案选A。
【练3】（2021·哈密市第八中学高二期末）在下图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极，则Y可能是
A．锌 B．银 C．石墨 D．铜
【答案】A
【详解】
在柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X，说明Y是负极，X是正极，Y的活动性比X强。根据金属活动性顺序表，可知活动性：Zn＞Cu＞Ag，石墨是非金属单质，失去电子能力比金属弱，因此若X为铅电极，则Y应该是活动性比铅强的金属锌，故合理选项是A。
【练4】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() 减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴离子、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
【答案】 C
【练5】X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：
则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞W
C．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W
【答案】 A
【练6】（2021·牡丹江市第十五中学高一期中）如图所示：
（1）铜与锌直接浸在同一电解质溶液中，形成了___________池，铜是___________极；锌是___________极；正极发生___________反应，负极发生___________反应。
（2）写出电极反应式：正极：___________负极：___________。
（3）溶液中的H+向___________极移动，溶液中的SO向___________极移动。
（4）总反应的离子方程式___________。
【答案】
（1）原电池正负还原氧化
（2）2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+
（3）正负
（4）Zn+2H+=Zn2++H2↑
【分析】
（1）
组成原电池的正负极，稀硫酸是电解质溶液，促成了闭合回路，故形成了原电池，自发的氧化还原反应为Zn+2H+=Zn2++H2，故Zn是负极，发生氧化反应；Cu是正极，发生还原反应。
（2）
正极上氢离子得电子生成氢气，故正极离子方程式为：2H++2e-=H2↑，负极是锌失电子生成锌离子，故负极离子方程式为：Zn-2e-=Zn2+。
（3）
电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故H+向正极移动，溶液中的SO向负极移动。
（4）
总反应的离子方程式：Zn+2H+=Zn2++H2↑。
【练7】（2021·福建三明一中）回答下列问题
（1）请你将反应设计成原电池，并回答下列问题：
①该电池的正极材料可以是___________，也可选用___________等代替。
②画出你所设计的双液原电池的装置图，并标注出电极材料和电解质溶液。___________
③写出电极反应式：负极___________，正极___________。
④该电池负极材料质量减重3.2g，则电路中通过的电子的数目为___________。
【答案】
（1）Ag石墨(C)或Pt或
（2）、、、、NaCl
【分析】
（1）
①由可知，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，则该电池的正极材料可以是Ag，也可选用石墨(C)或Pt；答案为Ag；石墨(C)或Pt。
②由可知，Cu作负极，C棒作正极，电解质溶液为FeCl3溶液和CuSO4溶液，用盐桥相连接成闭合回路，双液原电池的装置图为；答案为。
③由可知，该原电池中，负极的电极反应式为，正极的电极反应式为；答案为；。
④该电池负极材料质量减重3.2g，则反应的Cu的物质的量为n(Cu)==0.05mol，由负极的电极反应式为可知，电路中通过的电子的数目为0.05×2×NA＝0.1NA或0.05×2×6.02×1023＝6.02×1022；答案为0.1NA或6.02×1022。
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