内容正文:
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
[预习作业]
(建议用时:15分钟)
1.原电池是把________转化为________的装置。
答案 化学能 电能
2.构成条件
(1)具有两个________不同的电极。
(2)合适的________溶液。
(3)形成________回路。
(4)能__________________反应。
答案 (1)活泼性 (2)电解质 (3)闭合
(4)自发地发生氧化还原
3.工作原理
(1)电极反应式
负极:________________(________反应);
正极:________________(________反应);
总反应:________________________。
(2)盐桥中的________移向ZnSO4溶液,________移向CuSO4溶液,使氧化还原反应持续进行,锌铜原电池得以不断地产生电流。
答案 负 正 (1)Zn-2e-===Zn2+ 氧化 Cu2++2e-===Cu 还原 Zn+Cu2+===Cu+Zn2+ (2)Cl- K+
1.锌铜原电池装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.铜片作负极
B.锌电极的反应式:Zn-2e-===Zn2+
C.电流从锌片流向铜片
D.盐桥的作用是传递电子
答案 B
2.某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑,则下列说法中正确的是( )
A.用稀硝酸作电解质溶液
B.用锌作原电池正极
C.用铁作负极,铁的质量不变
D.用铜作原电池正极
答案 D
解析 根据原电池反应可以确定原电池负极为Fe,正极为比Fe活泼性弱的金属或非金属导电材料,电解质溶液可以为稀盐酸或稀硫酸等,但不能为稀硝酸,若为稀硝酸,则原电池反应为3Fe+8H++2NO===2NO↑+3Fe2++4H2O。
3.原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理,设计如图所示装置。
(1)a和b不连接时,烧杯中发生反应的离子方程式是__________________________。
(2)a和b用导线连接,Cu极为原电池________极,发生________反应,Zn极为________极,发生________反应。Zn片上发生的电极反应:____________________________,Cu片上发生的电极反应:______________________。
(3)两极连接后,电子由________片流向________片。溶液中阴离子移向________极(填“正”或“负”,下同),阳离子移向________极。
答案 (1)Zn+2H+===Zn2++H2↑
(2)正 还原 负 氧化 Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
(3)Zn Cu 负 正
解析 (1)a和b不连接时,该装置不构成原电池,锌和氢离子发生置换反应,离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑。
[课时分层练]
(建议用时:40分钟)
[学习·理解]
1.下列关于原电池的叙述中正确的是( )
A.原电池能将化学能转变为电能
B.原电池负极发生的电极反应是还原反应
C.原电池在工作时其正极不断产生电子,并经外电路流向负极
D.原电池的电极只能由两种不同的金属构成
答案 A
解析 原电池就是能将化学能转变为电能的装置,A正确;原电池负极失电子,发生氧化反应,B错误;原电池在工作时其负极不断产生电子,并经外电路流向正极,C错误;原电池的电极一般由活泼性不同的电极材料构成,实际上金属与金属或金属与非金属导体均可,D错误。
2.下列装置可以构成原电池的是( )
答案 C
[重难点拨] 原电池的形成条件
(1)两个活泼性不同的电极。
(2)电解质溶液或熔融电解质。
(3)形成闭合回路。
(4)能自发地发生氧化还原反应。
3.下列烧杯中盛放的都是稀盐酸,在铜上能产生大量气泡的是( )
A
B
C
D
答案 A
解析 A项,该装置可构成原电池,Zn比Cu活泼,则Cu为正极,氢离子在Cu电极上得电子,被还原成氢气,符合题意;B项,该装置中,Ag、Cu均不与盐酸反应,Cu上不能产生气体,不符合题意;C项,Zn、Cu之间不接触(或没有用导线相连),该装置不能形成原电池,Cu与稀盐酸不反应,则Cu上不能产生气体,不符合题意;D项,该装置不能形成闭合回路,不能形成原电池,Cu与稀盐酸不反应,Cu上不能产生气体,不符合题意。
4.对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中,当导线中有1 mol电子通过时,理论上两极的变化是( )
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g ③铜片上析出1 g H2 ④铜片上析出1 mol H2
A.①和③ B.①和④
C.②和③ D.