还剩52页未读，
继续阅读
所属成套资源：新苏教版化学选择性必修1课件PPT整册
成套系列资料，整套一键下载
化学选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化一等奖课件ppt
展开
这是一份化学选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化一等奖课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，原电池的工作原理，原电池原理的应用，课时对点练，Zn＋Cu2＋，Cu＋Zn2＋，逐渐溶解，Zn2＋，Cu2＋，Cl－等内容，欢迎下载使用。
1.宏观辨识与微观探析：以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。
2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
1.实验探究：锌和硫酸铜溶液反应中的能量转化
2.实验探究：铜锌原电池的构造与工作原理
3.盐桥原电池工作原理(1)定义原电池是将 转化为 的装置。(2)电极名称及电极反应①负极：发生 反应， 电子。②正极：发生 反应， 电子。
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
(3)构造①两个半电池；②电极材料(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)和 溶液。③两个隔离的半电池通过 连接起来。(4)盐桥的作用①形成 ；② ；③避免电极与电解质溶液直接反应，相比单液原电池有利于最大程度地将化学能转化为电能。
平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性
(1)原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应( )(2)原电池中电流的方向是负极→导线→正极( )(3)原电池中负极发生的反应是还原反应( )(4)铜锌原电池中电子由锌电极经过溶液流向铜电极( )(5)在原电池中阳离子移向负极，阴离子移向正极( )(6)铜、锌与稀硫酸组成的原电池中锌为负极，质量减少，铜为正极，质量不变( )
原电池中正、负极的判断方法
1.双液铜锌原电池中：(1)哪极的电势较高？电子的移动方向是怎样的？
提示 正极(Cu电极)的电势较高，负极(Zn电极)的电势较低，电子由电势低的负极(Zn电极)经导线流向电势高的正极(Cu电极)。
(2)若取出盐桥，电流计指针还会偏转吗？为什么？
提示 不偏转；取出盐桥，则装置不能形成闭合回路，无法形成电流。
(3)盐桥的作用是什么？
提示 ①使两个半电池形成通路，并保持两侧溶液的电中性。②避免电极与电解质溶液反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。
2.双液铜锌原电池装置中，电池工作一段时间后，锌片的质量减少16.25 g，线路中转移电子的个数是多少？铜电极质量增加多少克？
提示 负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋，n(Zn)＝ ＝0.25 ml，则线路中转移电子：0.25 ml×2＝0.5 ml，即0.5NA个电子；正极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，铜电极增加的质量为 ×0.5 ml×64 g·ml－1＝16 g。
1.(2021·山东师大附中高二月考)某化学小组设计了如图所示的原电池装置，盐桥中盛装的是含有KNO3饱和溶液的琼脂凝胶。下列说法错误的是A.正极的电极反应为Cu2＋＋2e－===CuB.盐桥可以用导线代替C.盐桥中的 进入甲池D.电池总反应属于置换反应
Cu2＋在正极得电子，被还原为Cu，A项正确；盐桥中的离子能够定向移动，将原本相互隔离的电解质溶液连接起来，不能用导线代替，B项错误；盐桥中的K＋进入乙池， 进入甲池，C项正确；电池总反应是Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，属于置换反应，D项正确。
2.根据原电池的工作原理，写出下列电池的电极反应式。(1)将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池：①正极反应式是___________________；②负极反应式是__________________；③原电池总反应的离子方程式是________________________。
2H＋＋2e－===H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe－2e－===Fe2＋
(2)有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银，其处理方法：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器皿浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银器皿表面的黑色会褪去而银不会损失。在此形成的原电池中：①负极反应式是___________________；②正极反应式是__________________________；③总反应式是______________________________________________。
2Al－6e－===2Al3＋
3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S―→Ag，显然这是原电池的正极反应：3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：2Al－6e－===2Al3＋，正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中都能水解且相互促进：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，有臭鸡蛋气味的硫化氢气体产生。则原电池的总反应：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑。
(1)原电池工作原理示意图
(2)一般电极反应式的书写方法①找出氧化剂和还原剂，判断原电池的正、负极。 ②结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。③写出电极反应式，将两式相加得总反应式。
1.比较金属活动性强弱对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性 ，正极金属的活动性 。例如：a和b两种金属，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生，则a为 极，b为 极，金属活动性：a b。2.加快氧化还原反应的速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率 。
3.设计原电池(1)理论上，任何自发的 反应都可以设计成原电池。(2)外电路： 性较强的物质在负极上失去电子， 性较强的物质在正极上得到电子。(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作 移动。
[应用举例]请用CuCl2溶液、FeCl2溶液、盐桥、铁片、石墨棒、电流计设计原电池，实现电池反应：CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu。
Cu2＋＋2e－=== Cu
正极区：___________负极区： ____________
(1)构成原电池两个电极的材料必须是两种金属( )(2)将Mg和Al用导线连接放入NaOH溶液，Al不断溶解，说明活泼性：Mg＜Al( )(3)足量的Zn与稀H2SO4反应时，滴入CuSO4溶液可以加快反应速率，因为c( )增大( )(4)增大电解质溶液的浓度，能加快原电池反应的速率( )(5)所有的氧化还原反应都能设计成原电池( )
1.实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气。(1)若纯锌与粗锌(含Fe、C等)分别与同浓度的稀硫酸反应制取氢气，哪种方法产生氢气的速率，并说明原因。
提示 粗锌中的锌、铁、碳与稀硫酸形成了原电池，加快了反应速率。
(2)若用纯锌与稀硫酸反应，常向溶液中滴入几滴硫酸铜溶液，为什么？
提示 锌与硫酸铜溶液反应生成铜，铜、锌与稀硫酸形成原电池，可加快反应速率。
2.在原电池中，金属活动性强的电极一定作负极吗？
提示 不一定，原电池的正负极不只与金属活动性相对强弱有关，还与电解质溶液有关，如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中，活动性Mg比Al强，但是Al却作负极。
3.某同学将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑设计为原电池，装置如图，请分析此同学设计的装置是否正确，为什么？
提示 不正确。常温下，Al在浓硝酸中发生钝化而被保护。
1.10 mL 1 ml·L－1硫酸溶液与过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是A.加入适量的3 ml·L－1硫酸溶液B.加入适量的蒸馏水C.加入数滴硫酸铜溶液D.加入适量的硫酸钠溶液
加入适量的3 ml·L－1的硫酸，增大了氢离子的浓度，也增大了氢离子的物质的量，故A错误；加入适量蒸馏水，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故B错误；加入数滴硫酸铜溶液，Zn足量，构成铜锌原电池，加快反应速率，且没有改变氢离子的物质的量，不影响生成的氢气的总量，故C正确；加入适量的硫酸钠溶液，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故D错误。
2.某原电池的结构示意图如图，下列说法不正确的是A.原电池工作时的总反应式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应一定为放 热反应B.原电池工作时，Zn电极失去电子，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.如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极
3.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：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c
4.(2021·河北保定第三中学高二检测)现有如下两个反应：①NaOH＋HCl===NaCl＋H2O②Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋(1)根据上述两个反应的本质，判断它们能否设计成原电池：_____________。(2)如果不能，说明原因：__________________________________________________。
不是氧化还原反应，反应过程中没有发生电
(3)如果能，在方框中画出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)。
写出正、负极材料及其电极反应式。①负极材料：____，电极反应：__________________；②正极材料：____________，电极反应：____________________。
Cu－2e－===Cu2＋
2Ag＋＋2e－===2Ag
原电池是将化学能转变为电能的装置，只有氧化还原反应才有电子的转移，而①为非氧化还原反应，故不能设计成原电池，②为自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。在反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋中，
Ag＋被还原，可用Ag或石墨作正极，发生的电极反应为2Ag＋＋2e－===2Ag；Cu被氧化，为原电池的负极，发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
设计原电池时电解质溶液和电极材料的选择(1)电解质溶液一般要能够与负极材料发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则烧杯中的电解质溶液应含有与电极材料相同元素的阳离子。(2)电池的电极材料必须能导电。
题组一 原电池工作原理1.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B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
甲、乙均为原电池，A项正确；Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B项错误；电子均由Zn经导线流向Cu，C项正确；图乙中Zn没有直接与CuSO4溶液接触，能最大限度地将化学能转化为电能，D项正确。
2.下列关于如图所示的原电池的说法正确的是A.当a为Cu，b为含有碳杂质的Al，c为稀硫酸时， b极上观察不到气泡产生B.当a为石墨，b为Fe，c为浓硫酸时，不能产生连 续的稳定电流C.当a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液时，根据现象可推知Al的活动性强 于MgD.当a为石墨，b为Cu，c为FeCl3溶液时，a、b之间没有电流通过
当a为石墨，b为Fe，c为浓硫酸时，常温下，Fe遇浓硫酸钝化，不能形成连续的稳定电流，B正确；Mg不能与强碱溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，所以Al作原电池的负极，质量减小，Mg作原电池的正极，表面有气泡产生，但实际上Mg的活动性强于Al，不能根据现象判断，C错误；
b为含有碳杂质的Al，C、Al、稀硫酸可构成原电池，溶液中的H＋可以在该电极上获得电子产生H2，所以在b极上可观察到有气泡产生，A错误；
Cu能与FeCl3发生氧化还原反应，能够形成原电池从而产生电流，D错误。
3.依据Cd(Hg)＋Hg2SO4===3Hg＋Cd2＋＋ 反应原理，设计出韦斯顿标准电池，其简易装置如图。下列有关该电池的说法正确的是A.电池工作时Cd2＋向电极B移动B.反应中每生成a ml Hg转移2a ml电子C.电极B上发生的反应：Cd(Hg)－4e－=== Hg2＋＋Cd2＋D.电极A上发生的反应：Hg2SO4＋2e－===2Hg＋
根据反应原理分析，Cd(Hg)为合金材料，金属的化合价均为0，其中的Cd失去电子，作负极，发生的电极反应为Cd(Hg)－2e－===Cd2＋＋Hg；
而Hg2SO4得到电子，作正极，电极反应为Hg2SO4＋2e－===2Hg＋ 。原电池中，阳离子向正极移动，电极A为正极，则Cd2＋向电极A移动，A错误；根据反应原理：Cd(Hg)＋Hg2SO4===3Hg＋Cd2＋＋ ，每生成3 ml Hg转移2 ml电子，则每生成a ml Hg转移 a ml电子，B错误；
Cd(Hg)中的Hg的化合价没有变化仍为0，则电极B上发生的电极反应为Cd(Hg)－2e－===Cd2＋＋Hg，C错误；
根据反应原理，在电极A上Hg2SO4得到电子生成Hg单质，电极反应为Hg2SO4＋2e－===2Hg＋ ，D正确。
4.铜锌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、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
锌电极是原电池的负极，发生氧化反应，铜电极是原电池的正极，发生还原反应，A项错误；
阳离子交换膜不允许阴离子通过，所以电池工作一段时间后，甲池的c( )不变，B项错误；乙池发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，溶液中Cu2＋逐渐减少，为维持溶液中的电荷平衡，Zn2＋会不断移向乙池，使溶液质量增加，C项正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，D项错误。
5.某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有K2SO4饱和溶液。下列叙述正确的是A.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小B.乙烧杯中发生还原反应C.外电路的电流方向是从a到bD.电池工作时，盐桥中的 移向甲烧杯
甲烧杯中发生的电极反应为 ＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，氢离子浓度减小，导致溶液的pH增大，A项错误；
甲烧杯中发生还原反应，Mn元素的化合价降低，乙烧杯中亚铁离子失去电子发生氧化反应，B项错误；由上述分析可知，a为正极，b为负极，则电流方向为从a到b，C项正确；阴离子向负极移动，则盐桥中的 移向乙烧杯，D项错误。
题组二 原电池电极的判断和电极反应式的书写6.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
原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。
7.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是A.Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋B.Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋C.MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===D.Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
由总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2可知，Li元素化合价升高(0→＋1)，Mn元素化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，MnO2在正极上得电子，电极反应为MnO2＋e－=== 。
8.(2021·河南郑州中学高二期中)如图是某校化学兴趣小组设计的一套原电池装置，下列有关描述正确的是A.此装置能将电能转化为化学能B.石墨电极的反应式为O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－C.电子由石墨电极经电流计流向Cu电极D.电池的总反应式为2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O
该装置为原电池，能将化学能转化为电能，A项错误；装置中铜失电子被氧化，所以铜电极作负极，石墨电极作正极，酸性条件下石墨电极的反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B项错误；
由上述分析可知，铜电极为负极，石墨电极为正极，电子从负极沿导线流向正极，即由铜电极经电流计流向石墨电极，C项错误；该装置中自发进行的氧化还原反应是铜在酸溶液中被氧气氧化生成Cu2＋，反应的化学方程式为2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，D项正确。
题组三 原电池原理的应用9.(2021·湖北黄冈高二期中)两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，下列不能组成原电池的是
原电池的组成条件：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④有自发进行的氧化还原反应。锌为活泼金属，可与氯化铜发生氧化还原反应，可组成原电池，选项A不符合题意；锌比铁活泼，可与H2SO4发生氧化还原反应，可组成原电池，选项B不符合题意；Ag与Cu均不能与CuSO4发生反应，不能组成原电池，选项C符合题意；铝可与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，可组成原电池，选项D不符合题意。
10.有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断这四种金属的活动性顺序是①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡④B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应A.A＞C＞D＞B B.A＞B＞C＞DC.C＞A＞B＞D D.B＞D＞C＞A
11.a、b两个烧杯中均盛有100 mL等浓度的稀H2SO4，将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是
因为H2SO4的物质的量相等、Zn粉过量，故生成H2的量由H2SO4的物质的量决定。a中部分Zn与CuSO4发生反应置换出Cu，并形成铜锌原电池，反应速率加快，但最终产生H2的体积相等。
12.控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2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，反应达到平衡状态D.电流计读数为零后，在甲中加入FeCl2固体， 则乙中的石墨电极为负极
由反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2可知，反应开始时甲中Fe3＋被还原，乙中I－被氧化，A、B项正确；当电流计读数为零时，则反应达到平衡状态，
此时在甲中加入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动，乙中I2被还原，则乙中的石墨电极为正极，甲中的石墨电极为负极，故C项正确、D项错误。
13.(2021·石家庄行唐县校级月考)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。
试根据上表中的实验现象回答下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同：_____(填“是”或“否”)。(2)由实验3完成下列填空：①铝为____极，电极反应式：__________________；②石墨为___极，电极反应式：____________________；③电池总反应式：___________________________。
2Al－6e－===2Al3＋
6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)实验4中铝作负极还是正极：_______(填“正”或“负”)极，理由是________________________________。(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：____________________________________________________________________________________________________。(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：_________________________________________。
在NaOH溶液中，活动性：Al>Mg
Al在浓硝酸中发生钝化，Zn
在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中，活动性：Zn>Al，Al是原电池的正极
个电极材料的活动性；②电解质溶液
在稀盐酸中金属的活动性：Mg>Al>Cu。由实验1和2可知，原电池中电流计指针是偏向正极。在实验3中电流计指针偏向石墨，由上述规律可知，在实验3中Al是负极，石墨是正极，化学反应是Al失去电子被氧化为Al3＋，盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中活动性：Al>Mg，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中活动性：Zn>Al，Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流计指针偏向铝。
14.已知可逆反应：Ⅰ.如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流计指针发生偏转。
Ⅱ.若改为向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流计指针与Ⅰ中偏转的方向相反。
回答以下问题：(1)两次操作中电流计指针为什么会发生偏转？______________________________________________________。
两次操作中均发生原电池反应，所以电流计指针均发生偏转
(2)两次操作过程中电流计指针偏转方向为什么相反？_____________________________________________________________。
两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流计指针偏转方向相反
(3)操作Ⅰ中，C1棒上的反应为______________。(4)操作Ⅱ中，C2棒上的反应为_________________________________。
2I－－2e－===I2
Ⅰ.滴入浓盐酸，溶液中c(H＋)增大，题给可逆反应平衡正向移动，I－失去电子变为I2，C1棒上产生电子，并沿外电路流向C2棒， 得电子变为 。
Ⅱ.滴加40%的NaOH溶液将H＋中和，溶液中c(H＋)减小，题给可逆反应平衡逆向移动，电子在C2棒上产生，并沿外电路流向C1棒，I2得电子变为I－， 失电子变为 。
1.宏观辨识与微观探析：以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。
2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
1.实验探究：锌和硫酸铜溶液反应中的能量转化
2.实验探究：铜锌原电池的构造与工作原理
3.盐桥原电池工作原理(1)定义原电池是将 转化为 的装置。(2)电极名称及电极反应①负极：发生 反应， 电子。②正极：发生 反应， 电子。
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
(3)构造①两个半电池；②电极材料(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)和 溶液。③两个隔离的半电池通过 连接起来。(4)盐桥的作用①形成 ；② ；③避免电极与电解质溶液直接反应，相比单液原电池有利于最大程度地将化学能转化为电能。
平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性
(1)原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应( )(2)原电池中电流的方向是负极→导线→正极( )(3)原电池中负极发生的反应是还原反应( )(4)铜锌原电池中电子由锌电极经过溶液流向铜电极( )(5)在原电池中阳离子移向负极，阴离子移向正极( )(6)铜、锌与稀硫酸组成的原电池中锌为负极，质量减少，铜为正极，质量不变( )
原电池中正、负极的判断方法
1.双液铜锌原电池中：(1)哪极的电势较高？电子的移动方向是怎样的？
提示 正极(Cu电极)的电势较高，负极(Zn电极)的电势较低，电子由电势低的负极(Zn电极)经导线流向电势高的正极(Cu电极)。
(2)若取出盐桥，电流计指针还会偏转吗？为什么？
提示 不偏转；取出盐桥，则装置不能形成闭合回路，无法形成电流。
(3)盐桥的作用是什么？
提示 ①使两个半电池形成通路，并保持两侧溶液的电中性。②避免电极与电解质溶液反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。
2.双液铜锌原电池装置中，电池工作一段时间后，锌片的质量减少16.25 g，线路中转移电子的个数是多少？铜电极质量增加多少克？
提示 负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋，n(Zn)＝ ＝0.25 ml，则线路中转移电子：0.25 ml×2＝0.5 ml，即0.5NA个电子；正极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，铜电极增加的质量为 ×0.5 ml×64 g·ml－1＝16 g。
1.(2021·山东师大附中高二月考)某化学小组设计了如图所示的原电池装置，盐桥中盛装的是含有KNO3饱和溶液的琼脂凝胶。下列说法错误的是A.正极的电极反应为Cu2＋＋2e－===CuB.盐桥可以用导线代替C.盐桥中的 进入甲池D.电池总反应属于置换反应
Cu2＋在正极得电子，被还原为Cu，A项正确；盐桥中的离子能够定向移动，将原本相互隔离的电解质溶液连接起来，不能用导线代替，B项错误；盐桥中的K＋进入乙池， 进入甲池，C项正确；电池总反应是Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，属于置换反应，D项正确。
2.根据原电池的工作原理，写出下列电池的电极反应式。(1)将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池：①正极反应式是___________________；②负极反应式是__________________；③原电池总反应的离子方程式是________________________。
2H＋＋2e－===H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe－2e－===Fe2＋
(2)有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银，其处理方法：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器皿浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银器皿表面的黑色会褪去而银不会损失。在此形成的原电池中：①负极反应式是___________________；②正极反应式是__________________________；③总反应式是______________________________________________。
2Al－6e－===2Al3＋
3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S―→Ag，显然这是原电池的正极反应：3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：2Al－6e－===2Al3＋，正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中都能水解且相互促进：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，有臭鸡蛋气味的硫化氢气体产生。则原电池的总反应：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑。
(1)原电池工作原理示意图
(2)一般电极反应式的书写方法①找出氧化剂和还原剂，判断原电池的正、负极。 ②结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。③写出电极反应式，将两式相加得总反应式。
1.比较金属活动性强弱对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性 ，正极金属的活动性 。例如：a和b两种金属，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生，则a为 极，b为 极，金属活动性：a b。2.加快氧化还原反应的速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率 。
3.设计原电池(1)理论上，任何自发的 反应都可以设计成原电池。(2)外电路： 性较强的物质在负极上失去电子， 性较强的物质在正极上得到电子。(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作 移动。
[应用举例]请用CuCl2溶液、FeCl2溶液、盐桥、铁片、石墨棒、电流计设计原电池，实现电池反应：CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu。
Cu2＋＋2e－=== Cu
正极区：___________负极区： ____________
(1)构成原电池两个电极的材料必须是两种金属( )(2)将Mg和Al用导线连接放入NaOH溶液，Al不断溶解，说明活泼性：Mg＜Al( )(3)足量的Zn与稀H2SO4反应时，滴入CuSO4溶液可以加快反应速率，因为c( )增大( )(4)增大电解质溶液的浓度，能加快原电池反应的速率( )(5)所有的氧化还原反应都能设计成原电池( )
1.实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气。(1)若纯锌与粗锌(含Fe、C等)分别与同浓度的稀硫酸反应制取氢气，哪种方法产生氢气的速率，并说明原因。
提示 粗锌中的锌、铁、碳与稀硫酸形成了原电池，加快了反应速率。
(2)若用纯锌与稀硫酸反应，常向溶液中滴入几滴硫酸铜溶液，为什么？
提示 锌与硫酸铜溶液反应生成铜，铜、锌与稀硫酸形成原电池，可加快反应速率。
2.在原电池中，金属活动性强的电极一定作负极吗？
提示 不一定，原电池的正负极不只与金属活动性相对强弱有关，还与电解质溶液有关，如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中，活动性Mg比Al强，但是Al却作负极。
3.某同学将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑设计为原电池，装置如图，请分析此同学设计的装置是否正确，为什么？
提示 不正确。常温下，Al在浓硝酸中发生钝化而被保护。
1.10 mL 1 ml·L－1硫酸溶液与过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是A.加入适量的3 ml·L－1硫酸溶液B.加入适量的蒸馏水C.加入数滴硫酸铜溶液D.加入适量的硫酸钠溶液
加入适量的3 ml·L－1的硫酸，增大了氢离子的浓度，也增大了氢离子的物质的量，故A错误；加入适量蒸馏水，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故B错误；加入数滴硫酸铜溶液，Zn足量，构成铜锌原电池，加快反应速率，且没有改变氢离子的物质的量，不影响生成的氢气的总量，故C正确；加入适量的硫酸钠溶液，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故D错误。
2.某原电池的结构示意图如图，下列说法不正确的是A.原电池工作时的总反应式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应一定为放 热反应B.原电池工作时，Zn电极失去电子，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.如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极
3.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：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c
4.(2021·河北保定第三中学高二检测)现有如下两个反应：①NaOH＋HCl===NaCl＋H2O②Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋(1)根据上述两个反应的本质，判断它们能否设计成原电池：_____________。(2)如果不能，说明原因：__________________________________________________。
不是氧化还原反应，反应过程中没有发生电
(3)如果能，在方框中画出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)。
写出正、负极材料及其电极反应式。①负极材料：____，电极反应：__________________；②正极材料：____________，电极反应：____________________。
Cu－2e－===Cu2＋
2Ag＋＋2e－===2Ag
原电池是将化学能转变为电能的装置，只有氧化还原反应才有电子的转移，而①为非氧化还原反应，故不能设计成原电池，②为自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。在反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋中，
Ag＋被还原，可用Ag或石墨作正极，发生的电极反应为2Ag＋＋2e－===2Ag；Cu被氧化，为原电池的负极，发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
设计原电池时电解质溶液和电极材料的选择(1)电解质溶液一般要能够与负极材料发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则烧杯中的电解质溶液应含有与电极材料相同元素的阳离子。(2)电池的电极材料必须能导电。
题组一 原电池工作原理1.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B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
甲、乙均为原电池，A项正确；Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B项错误；电子均由Zn经导线流向Cu，C项正确；图乙中Zn没有直接与CuSO4溶液接触，能最大限度地将化学能转化为电能，D项正确。
2.下列关于如图所示的原电池的说法正确的是A.当a为Cu，b为含有碳杂质的Al，c为稀硫酸时， b极上观察不到气泡产生B.当a为石墨，b为Fe，c为浓硫酸时，不能产生连 续的稳定电流C.当a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液时，根据现象可推知Al的活动性强 于MgD.当a为石墨，b为Cu，c为FeCl3溶液时，a、b之间没有电流通过
当a为石墨，b为Fe，c为浓硫酸时，常温下，Fe遇浓硫酸钝化，不能形成连续的稳定电流，B正确；Mg不能与强碱溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，所以Al作原电池的负极，质量减小，Mg作原电池的正极，表面有气泡产生，但实际上Mg的活动性强于Al，不能根据现象判断，C错误；
b为含有碳杂质的Al，C、Al、稀硫酸可构成原电池，溶液中的H＋可以在该电极上获得电子产生H2，所以在b极上可观察到有气泡产生，A错误；
Cu能与FeCl3发生氧化还原反应，能够形成原电池从而产生电流，D错误。
3.依据Cd(Hg)＋Hg2SO4===3Hg＋Cd2＋＋ 反应原理，设计出韦斯顿标准电池，其简易装置如图。下列有关该电池的说法正确的是A.电池工作时Cd2＋向电极B移动B.反应中每生成a ml Hg转移2a ml电子C.电极B上发生的反应：Cd(Hg)－4e－=== Hg2＋＋Cd2＋D.电极A上发生的反应：Hg2SO4＋2e－===2Hg＋
根据反应原理分析，Cd(Hg)为合金材料，金属的化合价均为0，其中的Cd失去电子，作负极，发生的电极反应为Cd(Hg)－2e－===Cd2＋＋Hg；
而Hg2SO4得到电子，作正极，电极反应为Hg2SO4＋2e－===2Hg＋ 。原电池中，阳离子向正极移动，电极A为正极，则Cd2＋向电极A移动，A错误；根据反应原理：Cd(Hg)＋Hg2SO4===3Hg＋Cd2＋＋ ，每生成3 ml Hg转移2 ml电子，则每生成a ml Hg转移 a ml电子，B错误；
Cd(Hg)中的Hg的化合价没有变化仍为0，则电极B上发生的电极反应为Cd(Hg)－2e－===Cd2＋＋Hg，C错误；
根据反应原理，在电极A上Hg2SO4得到电子生成Hg单质，电极反应为Hg2SO4＋2e－===2Hg＋ ，D正确。
4.铜锌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、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
锌电极是原电池的负极，发生氧化反应，铜电极是原电池的正极，发生还原反应，A项错误；
阳离子交换膜不允许阴离子通过，所以电池工作一段时间后，甲池的c( )不变，B项错误；乙池发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，溶液中Cu2＋逐渐减少，为维持溶液中的电荷平衡，Zn2＋会不断移向乙池，使溶液质量增加，C项正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，D项错误。
5.某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有K2SO4饱和溶液。下列叙述正确的是A.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小B.乙烧杯中发生还原反应C.外电路的电流方向是从a到bD.电池工作时，盐桥中的 移向甲烧杯
甲烧杯中发生的电极反应为 ＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，氢离子浓度减小，导致溶液的pH增大，A项错误；
甲烧杯中发生还原反应，Mn元素的化合价降低，乙烧杯中亚铁离子失去电子发生氧化反应，B项错误；由上述分析可知，a为正极，b为负极，则电流方向为从a到b，C项正确；阴离子向负极移动，则盐桥中的 移向乙烧杯，D项错误。
题组二 原电池电极的判断和电极反应式的书写6.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
原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。
7.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是A.Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋B.Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋C.MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===D.Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
由总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2可知，Li元素化合价升高(0→＋1)，Mn元素化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，MnO2在正极上得电子，电极反应为MnO2＋e－=== 。
8.(2021·河南郑州中学高二期中)如图是某校化学兴趣小组设计的一套原电池装置，下列有关描述正确的是A.此装置能将电能转化为化学能B.石墨电极的反应式为O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－C.电子由石墨电极经电流计流向Cu电极D.电池的总反应式为2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O
该装置为原电池，能将化学能转化为电能，A项错误；装置中铜失电子被氧化，所以铜电极作负极，石墨电极作正极，酸性条件下石墨电极的反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B项错误；
由上述分析可知，铜电极为负极，石墨电极为正极，电子从负极沿导线流向正极，即由铜电极经电流计流向石墨电极，C项错误；该装置中自发进行的氧化还原反应是铜在酸溶液中被氧气氧化生成Cu2＋，反应的化学方程式为2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，D项正确。
题组三 原电池原理的应用9.(2021·湖北黄冈高二期中)两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，下列不能组成原电池的是
原电池的组成条件：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④有自发进行的氧化还原反应。锌为活泼金属，可与氯化铜发生氧化还原反应，可组成原电池，选项A不符合题意；锌比铁活泼，可与H2SO4发生氧化还原反应，可组成原电池，选项B不符合题意；Ag与Cu均不能与CuSO4发生反应，不能组成原电池，选项C符合题意；铝可与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，可组成原电池，选项D不符合题意。
10.有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断这四种金属的活动性顺序是①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡④B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应A.A＞C＞D＞B B.A＞B＞C＞DC.C＞A＞B＞D D.B＞D＞C＞A
11.a、b两个烧杯中均盛有100 mL等浓度的稀H2SO4，将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是
因为H2SO4的物质的量相等、Zn粉过量，故生成H2的量由H2SO4的物质的量决定。a中部分Zn与CuSO4发生反应置换出Cu，并形成铜锌原电池，反应速率加快，但最终产生H2的体积相等。
12.控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2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，反应达到平衡状态D.电流计读数为零后，在甲中加入FeCl2固体， 则乙中的石墨电极为负极
由反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2可知，反应开始时甲中Fe3＋被还原，乙中I－被氧化，A、B项正确；当电流计读数为零时，则反应达到平衡状态，
此时在甲中加入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动，乙中I2被还原，则乙中的石墨电极为正极，甲中的石墨电极为负极，故C项正确、D项错误。
13.(2021·石家庄行唐县校级月考)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。
试根据上表中的实验现象回答下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同：_____(填“是”或“否”)。(2)由实验3完成下列填空：①铝为____极，电极反应式：__________________；②石墨为___极，电极反应式：____________________；③电池总反应式：___________________________。
2Al－6e－===2Al3＋
6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)实验4中铝作负极还是正极：_______(填“正”或“负”)极，理由是________________________________。(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：____________________________________________________________________________________________________。(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：_________________________________________。
在NaOH溶液中，活动性：Al>Mg
Al在浓硝酸中发生钝化，Zn
在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中，活动性：Zn>Al，Al是原电池的正极
个电极材料的活动性；②电解质溶液
在稀盐酸中金属的活动性：Mg>Al>Cu。由实验1和2可知，原电池中电流计指针是偏向正极。在实验3中电流计指针偏向石墨，由上述规律可知，在实验3中Al是负极，石墨是正极，化学反应是Al失去电子被氧化为Al3＋，盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中活动性：Al>Mg，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中活动性：Zn>Al，Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流计指针偏向铝。
14.已知可逆反应：Ⅰ.如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流计指针发生偏转。
Ⅱ.若改为向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流计指针与Ⅰ中偏转的方向相反。
回答以下问题：(1)两次操作中电流计指针为什么会发生偏转？______________________________________________________。
两次操作中均发生原电池反应，所以电流计指针均发生偏转
(2)两次操作过程中电流计指针偏转方向为什么相反？_____________________________________________________________。
两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流计指针偏转方向相反
(3)操作Ⅰ中，C1棒上的反应为______________。(4)操作Ⅱ中，C2棒上的反应为_________________________________。
2I－－2e－===I2
Ⅰ.滴入浓盐酸，溶液中c(H＋)增大，题给可逆反应平衡正向移动，I－失去电子变为I2，C1棒上产生电子，并沿外电路流向C2棒， 得电子变为 。
Ⅱ.滴加40%的NaOH溶液将H＋中和，溶液中c(H＋)减小，题给可逆反应平衡逆向移动，电子在C2棒上产生，并沿外电路流向C1棒，I2得电子变为I－， 失电子变为 。
相关课件
高中化学第二单元 化学能与电能的转化公开课课件ppt： 这是一份高中化学第二单元 化学能与电能的转化公开课课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了化学能与电能的转化，主要内容，主要特点，学习方法，两极一液一连线，习题探究，作业布置等内容，欢迎下载使用。
高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池课堂教学课件ppt： 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池课堂教学课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了目录索引等内容，欢迎下载使用。
高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题1 化学反应与能量第二单元 化学能与电能的转化课前预习ppt课件： 这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题1 化学反应与能量第二单元 化学能与电能的转化课前预习ppt课件，共14页。PPT课件主要包含了电解质溶液，阴离子，阳离子等内容，欢迎下载使用。
