第05讲 原电池的工作原理（word讲义） -【帮课堂】2021-2022学年高二化学同步精品讲义（苏教版2019选择性必修1）

第05讲 原电池的工作原理 知识导航 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。 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。 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。 思考与交流 （1）判断下列原电池的负极材料是什么？ a极 b极 电解质溶液 负极 Al Fe 稀盐酸 Al Mg 稀H2SO4 Al Mg 浓HNO3 Al Cu 浓HNO3 Al Mg NaOH溶液 Fe C CuSO4 （2）如何判断原电池的负极？ 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。 举个例子 有两种金属a和b，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：金属_____是负极，金属_____是负极；金属活动性：________。 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。 举个例子 铁和稀H2SO4反应时，若加入少量CuSO4溶液，Fe与CuSO4反应生成Cu，形成Fe | 稀硫酸 | Cu原电池，加快产生H2的速率。 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。 举个例子 将反应2Fe3+＋Cu === 2Fe2+＋Cu2+设计成原电池。 负极：________ 正极：________ 电解质溶液：________ 对点训练 题型一：原电池的工作原理 【例1】（2021·河北唐山市·高二期末）由U形管、质量为的铁棒、质量为的碳棒和溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是 A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上 B．闭合K，铁棒上有紫红色固体析出 C．闭合K，当电路中有个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为 D．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为 【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 【变1-2】（2021·全国）如图所示是和形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下。则卡片上的描述合理的是 2021.6.18，实验后的记录： ①为正极，为负极 ②极上有气泡产生，发生还原反应 ③向极移动 ④若有0.5电子流经导线，则可产生0.25气体 ⑤电子的流向是： ⑥正极反应式：，发生氧化反应 A．①②④ B．②④ C．②③④ D．③④⑤ 【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 【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 题型二：带离子交换膜的原电池 【例3】（2021·天台县育才中学高二月考）利用反应构成的电池，既能实现有效减少氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图