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人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第1课时教学设计
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第1课时教学设计，共11页。教案主要包含了原电池的工作原理，原电池工作原理的应用等内容，欢迎下载使用。
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
一、原电池的工作原理
1．原电池：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。
2．原电池的构成条件
3．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
盐桥在原电池中有何作用？若撤去盐桥，电流表的指针如何变化？
[提示] 盐桥的作用：利用溶液中离子的移动，使两个半电池中的溶液形成闭合回路。若撤去盐桥、电流表的指针会不发生偏转。
二、原电池工作原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率
如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快。
2．比较金属活动性强弱
3．设计原电池
(1)电极材料的选择。负极一般是活泼的金属材料。正极一般选用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。
(2)电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。若是两个“半反应”分别在两只烧杯中进行，则左、右两只烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
1．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)CaO＋H2O===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。 (×)
2．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)
A．Fe作正极，发生氧化反应
B．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
C．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑
D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大
D [该装置是原电池。A项，在该原电池中Fe作负极，发生氧化反应；B项，工作一段时间后，左边的烧杯中会含有大量的Fe2＋，溶液的pH减小，右边烧杯中的H＋不断放电产生氢气，因此烧杯中溶液pH会逐渐增大；C项，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋；D项，工作一段时间后，左侧烧杯中由于Fe2＋不断进入溶液，根据溶液呈电中性原则，盐桥中的Cl－会进入该烧杯溶液中，则该烧杯溶液中c(Cl－)增大。]
3．为了避免锌片与Cu2＋直接接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________________________________________________。
(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SOeq \\al(2－,4)向________移动，硫酸铜溶液中SOeq \\al(2－,4)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Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。电池工作时，观察到①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③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SOeq \\al(2－,4)向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SOeq \\al(2－,4)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 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (2)锌半电池 铜半电池 (3)锌电极 盐桥 (4)离子 正极区(CuSO4溶液)
1786年意大利解剖学和医学教授伽伐尼，在一次解剖青蛙的实验中意外发现，当用两种不同金属材质的解剖刀同时触碰青蛙腿时，蛙腿会发生痉挛。此后伽伐尼变换各种条件， 重复这个实验。最后他得出猜想：动物体内存在生物电流。当时很多人赞同这一猜想，但是化学家伏打却产生了疑惑：已死去的青蛙为何还会产生“生物电”？为什么蛙腿只有与铜制品和铁制品同时接触时才会抽动？为此，伏打把自己当成了青蛙，做起了实验：首先，他将一种金属放在自己的舌头上，没有太多感觉。接着，他将2 种金属制的弯棒， 一端放入嘴里， 另一端跟眼接触， 瞬间眼睛里有光亮的感觉。接下来他发现只要将2 种不同的金属相接触， 中间隔有湿纸、湿布等， 都有电流产生。
[问题1] 阅读上述材料总结构成原电池的条件有哪些？
[提示] 具有活泼性不同的两个电极，两电极插入电解质溶液中，形成闭合回路，且两电极能自发地发生放热的氧化还原反应。
[问题2] 下列装置中，哪些能构成原电池？其他不能构成原电池的原因是什么？
[提示] 装置D能构成原电池；装置A不能构成原电池，原因是酒精为非电解质；装置B不能构成原电池，原因是没有形成闭合回路；装置C不能构成原电池，原因是两个金属电极的活泼性相同。
[问题3] 铁制品和铜制品与蛙腿接触时，铁制品发生氧化反应还是还原反应？写出反应的电极反应式。
[提示] 铁制品与蛙腿接触时发生氧化反应。电极反应式为Fe－2e－=== Fe2＋。
[问题4] 原电池工作时，电子和离子分别怎样移动？
[提示] 电子是从负极经过导线移向正极；在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
1．原电池的工作原理
(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
(2)电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。
(3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
2．原电池电极反应式的书写
(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复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式。
1．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．Zn作为原电池的负极发生还原反应
B．电子从锌片经电解质溶液流向铜片
C．电池工作一段时间后，乙池的溶液质量增大
D．电池工作一段时间后，甲池的c(Zn2＋)增大
C [在Zn、Cu和硫酸铜构成的原电池中。锌为负极，发生失去电子的氧化反应， A错误；原电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，电子不能进入溶液中， B错误； Zn、Cu和硫酸铜构成原电池中，锌为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，铜为正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池转移1 ml Zn2＋到乙池，则乙池有1 ml Cu析出，但1 ml Zn2＋的质量大于1 ml Cu的质量，所以乙池的溶液质量增大， C正确；原电池工作时，由于阳离子交换膜的作用，内电路中阳离子Zn2＋由负极Zn移向正极Cu，所以甲池的c(Zn2＋)几乎不变， D错误。]
2．一个原电池反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的正确组成是( )
C [活泼金属为负极，且能与电解质溶液自发地发生氧化还原反应。]
3．A、B、C、D四种金属按下表中的装置进行实验。
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)四种金属活动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，活动性A>B；乙中C极质量增加，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。
[答案] (1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)变大 (4)D>A>B>C
4．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)。设计的原电池如图所示。
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，发生的电极反应式为
_____________________________________________________________；
X电极上发生的电极反应式为__________________________________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
[解析] 原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是Cu，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐溶液，常用AgNO3溶液。负极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，正极电极反应式：2Ag＋＋2e－===2Ag，电子由负极(Cu)流出，经外电路流向正极(Ag)。
[答案] (1)Cu AgNO3溶液 (2)正 2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)负(Cu) 正(Ag)
构建原电池思维模型
1．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是( )
A B C D
A [B、C选项均无化学反应；D选项Zn与稀硫酸反应，但装置不能形成闭合回路，只有A符合要求。]
2．下列有关电化学知识的描述正确的是( )
A．行人踩踏发电瓷砖(原理是利用行人踩踏地板产生的振动来发电)是将化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥可以装有含琼胶的KCl饱和溶液
C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极、铜作正极
D．理论上，任何能自发进行的且能放出能量的氧化还原反应都可设计成原电池
D [行人踩踏地板产生的振动不属于化学能， A错误；在原电池的正极端氯离子和银离子反应，所以不可以用KCl饱和溶液制得的琼脂， B错误； Fe在浓硝酸中发生钝化，Cu能与浓硝酸反应，可组成原电池，但铁作正极、铜作负极，C错误；原电池是将化学能转化为电能，需要自发进行的释放能量的氧化还原反应， D正确。]
3．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，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
A [锌片作负极，铜片作正极，电子从负极流向正极，A选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。]
4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )
① ② ③ ④
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，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B [②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应，失去电子，故Al作负极，③中Fe在浓硝酸中易钝化，Cu和浓硝酸反应失去电子，故Cu作负极，A、C项错误；②中电池总反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlOeq \\al(－,2)＋4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B项正确；④中Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D项错误。]
5．(1)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
甲 乙
请回答下列问题：
①反应开始时，乙中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为____________________。甲中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______________________________。
②电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作________(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_________________________________________。
(2)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为__________。
[解析] (1)根据反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，原电池负极反应式：2I－－2e－===I2，发生氧化反应。正极反应式：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，发生还原反应。
①反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应；②当电流表读数为0时反应已平衡，此时，在甲中加入FeCl2固体，反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动。因此，右侧石墨作正极，电极反应式为I2＋2e－===2I－；左侧石墨作负极，电极反应式为2Fe2＋－2e－===2Fe3＋。
(2)Cu作负极，O2在正极上得电子，电极反应式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
[答案] (1)①氧化 2I－－2e－===I2 还原 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ ②正 I2＋2e－===2I－ (2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O发展目标
体系构建
1.通过铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理。
2.会正确判断原电池的正极和负极。
3.学会书写电极反应式，掌握书写电极反应式的技巧与方法。
装置
现象
锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转
电极名称
Zn电极—负极
Cu电极—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
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
总反应式
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
探究原电池的构成与工作原理
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
选项
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Zn
负极
Cu
Zn
Zn
Cu
电解质溶液
CuCl2溶液
H2SO4溶液
CuSO4溶液
CuCl2溶液
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
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
一、原电池的工作原理
1．原电池：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。
2．原电池的构成条件
3．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
盐桥在原电池中有何作用？若撤去盐桥，电流表的指针如何变化？
[提示] 盐桥的作用：利用溶液中离子的移动，使两个半电池中的溶液形成闭合回路。若撤去盐桥、电流表的指针会不发生偏转。
二、原电池工作原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率
如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快。
2．比较金属活动性强弱
3．设计原电池
(1)电极材料的选择。负极一般是活泼的金属材料。正极一般选用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。
(2)电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。若是两个“半反应”分别在两只烧杯中进行，则左、右两只烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
1．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)CaO＋H2O===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。 (×)
2．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)
A．Fe作正极，发生氧化反应
B．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
C．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑
D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大
D [该装置是原电池。A项，在该原电池中Fe作负极，发生氧化反应；B项，工作一段时间后，左边的烧杯中会含有大量的Fe2＋，溶液的pH减小，右边烧杯中的H＋不断放电产生氢气，因此烧杯中溶液pH会逐渐增大；C项，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋；D项，工作一段时间后，左侧烧杯中由于Fe2＋不断进入溶液，根据溶液呈电中性原则，盐桥中的Cl－会进入该烧杯溶液中，则该烧杯溶液中c(Cl－)增大。]
3．为了避免锌片与Cu2＋直接接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________________________________________________。
(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SOeq \\al(2－,4)向________移动，硫酸铜溶液中SOeq \\al(2－,4)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Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。电池工作时，观察到①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③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SOeq \\al(2－,4)向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SOeq \\al(2－,4)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 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (2)锌半电池 铜半电池 (3)锌电极 盐桥 (4)离子 正极区(CuSO4溶液)
1786年意大利解剖学和医学教授伽伐尼，在一次解剖青蛙的实验中意外发现，当用两种不同金属材质的解剖刀同时触碰青蛙腿时，蛙腿会发生痉挛。此后伽伐尼变换各种条件， 重复这个实验。最后他得出猜想：动物体内存在生物电流。当时很多人赞同这一猜想，但是化学家伏打却产生了疑惑：已死去的青蛙为何还会产生“生物电”？为什么蛙腿只有与铜制品和铁制品同时接触时才会抽动？为此，伏打把自己当成了青蛙，做起了实验：首先，他将一种金属放在自己的舌头上，没有太多感觉。接着，他将2 种金属制的弯棒， 一端放入嘴里， 另一端跟眼接触， 瞬间眼睛里有光亮的感觉。接下来他发现只要将2 种不同的金属相接触， 中间隔有湿纸、湿布等， 都有电流产生。
[问题1] 阅读上述材料总结构成原电池的条件有哪些？
[提示] 具有活泼性不同的两个电极，两电极插入电解质溶液中，形成闭合回路，且两电极能自发地发生放热的氧化还原反应。
[问题2] 下列装置中，哪些能构成原电池？其他不能构成原电池的原因是什么？
[提示] 装置D能构成原电池；装置A不能构成原电池，原因是酒精为非电解质；装置B不能构成原电池，原因是没有形成闭合回路；装置C不能构成原电池，原因是两个金属电极的活泼性相同。
[问题3] 铁制品和铜制品与蛙腿接触时，铁制品发生氧化反应还是还原反应？写出反应的电极反应式。
[提示] 铁制品与蛙腿接触时发生氧化反应。电极反应式为Fe－2e－=== Fe2＋。
[问题4] 原电池工作时，电子和离子分别怎样移动？
[提示] 电子是从负极经过导线移向正极；在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
1．原电池的工作原理
(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
(2)电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。
(3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
2．原电池电极反应式的书写
(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复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式。
1．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．Zn作为原电池的负极发生还原反应
B．电子从锌片经电解质溶液流向铜片
C．电池工作一段时间后，乙池的溶液质量增大
D．电池工作一段时间后，甲池的c(Zn2＋)增大
C [在Zn、Cu和硫酸铜构成的原电池中。锌为负极，发生失去电子的氧化反应， A错误；原电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，电子不能进入溶液中， B错误； Zn、Cu和硫酸铜构成原电池中，锌为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，铜为正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池转移1 ml Zn2＋到乙池，则乙池有1 ml Cu析出，但1 ml Zn2＋的质量大于1 ml Cu的质量，所以乙池的溶液质量增大， C正确；原电池工作时，由于阳离子交换膜的作用，内电路中阳离子Zn2＋由负极Zn移向正极Cu，所以甲池的c(Zn2＋)几乎不变， D错误。]
2．一个原电池反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的正确组成是( )
C [活泼金属为负极，且能与电解质溶液自发地发生氧化还原反应。]
3．A、B、C、D四种金属按下表中的装置进行实验。
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)四种金属活动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，活动性A>B；乙中C极质量增加，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。
[答案] (1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)变大 (4)D>A>B>C
4．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)。设计的原电池如图所示。
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，发生的电极反应式为
_____________________________________________________________；
X电极上发生的电极反应式为__________________________________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
[解析] 原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是Cu，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐溶液，常用AgNO3溶液。负极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，正极电极反应式：2Ag＋＋2e－===2Ag，电子由负极(Cu)流出，经外电路流向正极(Ag)。
[答案] (1)Cu AgNO3溶液 (2)正 2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)负(Cu) 正(Ag)
构建原电池思维模型
1．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是( )
A B C D
A [B、C选项均无化学反应；D选项Zn与稀硫酸反应，但装置不能形成闭合回路，只有A符合要求。]
2．下列有关电化学知识的描述正确的是( )
A．行人踩踏发电瓷砖(原理是利用行人踩踏地板产生的振动来发电)是将化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥可以装有含琼胶的KCl饱和溶液
C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极、铜作正极
D．理论上，任何能自发进行的且能放出能量的氧化还原反应都可设计成原电池
D [行人踩踏地板产生的振动不属于化学能， A错误；在原电池的正极端氯离子和银离子反应，所以不可以用KCl饱和溶液制得的琼脂， B错误； Fe在浓硝酸中发生钝化，Cu能与浓硝酸反应，可组成原电池，但铁作正极、铜作负极，C错误；原电池是将化学能转化为电能，需要自发进行的释放能量的氧化还原反应， D正确。]
3．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，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
A [锌片作负极，铜片作正极，电子从负极流向正极，A选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。]
4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )
① ② ③ ④
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，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B [②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应，失去电子，故Al作负极，③中Fe在浓硝酸中易钝化，Cu和浓硝酸反应失去电子，故Cu作负极，A、C项错误；②中电池总反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlOeq \\al(－,2)＋4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B项正确；④中Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D项错误。]
5．(1)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
甲 乙
请回答下列问题：
①反应开始时，乙中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为____________________。甲中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______________________________。
②电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作________(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_________________________________________。
(2)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为__________。
[解析] (1)根据反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，原电池负极反应式：2I－－2e－===I2，发生氧化反应。正极反应式：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，发生还原反应。
①反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应；②当电流表读数为0时反应已平衡，此时，在甲中加入FeCl2固体，反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动。因此，右侧石墨作正极，电极反应式为I2＋2e－===2I－；左侧石墨作负极，电极反应式为2Fe2＋－2e－===2Fe3＋。
(2)Cu作负极，O2在正极上得电子，电极反应式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
[答案] (1)①氧化 2I－－2e－===I2 还原 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ ②正 I2＋2e－===2I－ (2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O发展目标
体系构建
1.通过铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理。
2.会正确判断原电池的正极和负极。
3.学会书写电极反应式，掌握书写电极反应式的技巧与方法。
装置
现象
锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转
电极名称
Zn电极—负极
Cu电极—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
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
总反应式
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
探究原电池的构成与工作原理
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
选项
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Zn
负极
Cu
Zn
Zn
Cu
电解质溶液
CuCl2溶液
H2SO4溶液
CuSO4溶液
CuCl2溶液
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
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