易错专题12 原电池反应及应用-【提分系列】2023-2024学年高二化学易错题典例精讲与习题精练（人教版2019选择性必修1）

易错专题12 原电池反应及应用 聚焦易错点： ►易错点一 双液电池 ►易错点二 原电池原理的应用 典例精讲 易错点一 双液电池 【易错典例】 例1（2023上·安徽芜湖·高二安徽师范大学附属中学校考阶段练习）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，其电极反应是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 【解题必备】 1.单液电池和双液电池（Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu） （1）如果不用盐桥，除了发生原电池反应外还发生锌和铜离子的直接的置换反应，会使部分化学能以热能的形式转化掉，而盐桥的使用可以避免锌和铜离子的直接接触，从而避免了化学能转化为热能，提高电池效率。 （2）选择盐桥中的电解质的原则是高浓度、正负离子迁移速率接近相等，且不与电池中溶液发生化学反应，常采用KCl、NH4NO3和KNO3的饱和溶液，盐桥的作用是避免锌和铜离子的直接接触；使两个半电池构成闭合回路；能使原电池产生较持续、稳定的电流；能提高电池的使用效率。 2.原电池正、负极的判断方法 判断一个原电池中的正、负极，最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极，得电子(发生还原反应)的一极是正极。如果给出一个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，化合价升高发生氧化反应的一极为负极，化合价降低发生还原反应的一极为正极。根据电极材料的活泼性来判断正负极，要注意电解质溶液对原电池正负极的影响。例如Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池，Al为负极；Fe(或Al)、Cu、浓HNO3构成的原电池，Cu为负极。 【变式突破】 1．（2023·贵州·清华中学高二阶段练习）控制合适的条件，将反应设计成如图所示原电池，下列判断不正确的是 A．双液原电池的优点是电流稳定 B．反应开始时，甲中石墨电极上被还原 C．可以通过电流计读数为零来判断是否达到平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入固体，甲中石墨电极为正极 易错点二 原电池反应原理的应用 【易错典例】 例2（2023上·安徽合肥·高二合肥一中校考期中）某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的稀H2SO4中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。 (1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式：负极__________，正极__________。 (2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式：负极__________，正极__________，总反应离子方程式为____________________________。 (3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出_____活动性更强(填写元素符号)。 (4)由此实验，可得到如下哪些结论________。 A．利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质 B．镁的金属性不一定比铝的金属性强 C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值 D．该实验说明化学研究对象复杂、反应条件多变，应具体问题具体分析 (5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正、负极”的做法不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案________________。 【解题必备】 1.原电池原理的应用 （1）加快氧化还原反应的速率。例如：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。例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a>b。 （3）用于金属的防护。如要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。 （4）设计化学电池。从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。电解质溶液一般能与负极反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应；电极材料一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属导体作正极。 2.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的环境中，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