4.2 原电池和化学电源 第1课时（导学案）化学沪科版选择性必修1

4.2 原电池和化学电源 课时1 原电池的工作原理 一、知识目标 1. 理解原电池的工作原理，能正确书写锌铜原电池的电极反应和总反应方程式。 1. 了解单液原电池的缺点，掌握双液原电池的构成、工作原理及应用。 1. 知道原电池的构成条件，能够根据氧化还原反应设计简单的原电池。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：通过实验探究，从宏观现象认识原电池的工作原理，从微观角度理解电子转移、离子迁移等过程。 2. 证据推理与模型认知：通过对原电池实验现象的分析和推理，建立原电池的模型，理解原电池的构成条件和工作原理。 3. 科学探究与创新意识：通过对原电池装置的优化探究，培养创新思维和实践能力，体会科学探究在化学研究中的重要性。 一、学习重点 1. 原电池的工作原理。 2. 双液原电池的构成和工作原理。 3. 原电池的构成条件。 二、学习难点 1. 双液原电池中盐桥的作用。 2. 根据氧化还原反应设计原电池。 一、原电池的工作原理 1．回顾复习原电池的工作原理及形成条件 (1)由图1装置回顾原电池工作原理 ①电极上 锌片失电子，是负极，电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋。 铜片上Cu2＋得电子，铜片是正极，电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu。 ②外电路中：电子由锌片流向铜片。 ③溶液中：SO移向锌片，Cu2＋移向铜片。 总反应方程式：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu。 (2)原电池的构成条件 ①定义：把化学能转化为电能的装置。 ②构成条件 2．探究含盐桥的锌铜原电池的工作原理 (1)盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，形成离子通道，把置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液连在一起，构成闭合回路。 (2)现象：锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转。 (3)工作原理(以上述原电池为例) 电极 Zn电极 Cu电极 电极名称 负极 正极 得失电子 失电子 得电子 电子流向 电子流出 电子流入 电极反应式 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式 CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu 二、原电池工作原理的应用 1．加快化学反应速率 (1)原理：在形成的原电池中，氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，溶液中的离子运动时相互干扰减小，电解质溶液中离子的运动更快，使化学反应速率加快。 (2)举例：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成微小Cu-Zn原电池，加快产生H2的速率。 2．比较金属的活动性强弱 原理：一般来说，负极金属的活动性强于正极金属。根据现象判断出原电池的正、负极，金属的活动性：负极强于正极。 三、原电池电极反应式的书写 一般情况下： 负极：负极材料失电子生成相应离子，发生氧化反应； 正极：电解质溶液中阳离子在正极上得电子，发生还原反应； 总反应式：依据得失电子守恒配平上述两极反应式，然后相加。 （一）新课导入 问题思考 1. 请举例说明生活中哪些地方用到了化学电源？ 答案：手机电池、电动车电池、手表电池、手电筒电池、计算器电池等。 1. 判断下列关于化学电源的说法是否正确： · 化学电源是将化学能转化为电能的装置。 · 一次电池使用后不能再充电，二次电池可以多次充电使用。 · 化学电源的本质是氧化还原反应。 · 所有的化学反应都能设计成化学电源。 答案：前三个说法正确，最后一个说法错误。只有能自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，将化学能转化为电能，并非所有化学反应都能设计成化学电源。 1. 下列物品中，使用的不是化学电源的是（ ） A. 手电筒 B. 计算器 C. 太阳能热水器 D. 手机 （二）原电池工作原理实验探究 问题思考 2. 进行实验一，将温度传感器插入硫酸铜溶液中，再向其中加入少量锌粉，会有什么现象发生？为什么？ 答案：溶液温度升高。因为锌和硫酸铜的反应是放热反应，化学能转化为了热能。 1. 在实验二中，将锌片、铜片分别插入硫酸铜溶液和硫酸锌溶液中，两个溶液用盐桥进行连接，金属片之间用导线连接，导线中间接入灵敏电流计，会有什么现象？为什么？ 答案：灵敏电流计指针偏转，说明有电流产生。因为该装置构成了原电池，发生了氧化还原反应，将化学能转化为了电能。负极反应为，正极反应为，电池反应为。 1. 在上述实验二中，若将锌片换成铁片，其他条件不变，下列说法正确的是（ ） A. 铁片为正极 B. 正极反应为 C. 电池反应为 D. 灵敏电流计指针不会偏转 （三）原电池工作原理分析 问题思考 3. 回顾必修二的知识，将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，写出该原电池的正极电极反应、负极电极反应和总反应方程式。 答案：正极反应：；负极反应：；总反应方程式：。 1. 分析锌铜稀硫酸原电池中存在的问题，为什么没有直接利用该装置作为化学电源呢？ 答案：该原电池存在的问题是氧化还原反应未完全隔开，锌与其接触的稀硫酸发生反应，电流会逐渐衰减。未作化学电源的原因有：装置携带不方便，能量转化不充分；产生氢气容易爆炸，安全性差；电池电流电压容易受到硫酸浓度的影响而不稳定；硫酸本身是强烈腐蚀性的，安全性差；反应本身不好控制，容易发热起火等。 1. 在锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池中，下列说法正确的是（ ） A. 锌片作正极 B. 电子从铜片流向锌片 C. 溶液中向锌片移动 D. 该原电池能将化学能转化为电能 1. 下列关于原电池的说法正确的是（ ） A. 原电池中，负极发生还原反应 B. 原电池的两极必须是金属 C. 原电池工作时，电子从负极经导线流向正极 D. 原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动 （四）原电池装置的优化——双液原电池 问题思考 4. 双液原电池解决问题的核心是什么？ 答案：使还原剂与氧化剂不直接接触。 1. 在双液原电池中，两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路，该如何解决？ 答案：使用盐桥。盐桥中通常装有含饱和溶液的琼胶，和可在其中自由移动。 1. 盐桥的作用有哪些？ 答案：①形成闭合回路；②平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性；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。 1. 分析双液原电池的工作原理，写出负极和正极的电极反应。 答案：负极：；正极：。 1. 随着双液原电池反应的进行，盐桥中的离子是如何迁移的？ 答案：随着反应的进行，硫酸锌溶液中离子浓度增大，盐桥中的会移向硫酸锌溶液；硫酸铜溶液中离子浓度减小，盐桥中的会移向硫酸铜溶液。 1. 在双液原电池中，关于盐桥的说法错误的是（ ） A. 盐桥可以形成闭合回路 B. 盐桥中的离子可以自由移动 C. 盐桥可以提高电池的能量转化效率 D. 盐桥可以参与电极反应 1. 下列关于双液原电池的说法正确的是（ ） A. 双液原电池中，负极和正极的电极材料必须不同 B. 双液原电池中，溶液中的阴离子向正极移动 C. 双液原电池的工作原理与单液原电池相同 D. 双液原电池可以避免电池自损耗的问题 （五）双液原电池的应用 问题思考 5. 双液原电池在加快化学反应速率方面的原理是什么？ 答案：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减少，打破静电屏蔽效应，电子得以顺利从负极沿导线移向正极，使得反应速率增大。 1. 如何利用原电池原理比较金属活动性强弱？ 答案：一般情况下，两种金属分别作原电池的两极时，作负极的金属比较活泼，发生氧化反应；作正极的金属的活泼性相对较差，发生还原反应。例如，有两种金属和，用导线连接插入稀硫酸中，观察到极溶解，极上有气泡产生，根据原电池原理，金属活泼性。 1. 将铁片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，下列说法正确的是（ ） A. 铁片作正极 B. 铜片上有气泡产生 C. 溶液中的向铁片移动 D. 该装置不能加快铁与稀硫酸的反应速率 1. 有、、三种金属，把和用导线连接后插入稀硫酸中，溶解，上有气泡产生；把和用导线连接后插入稀硫酸中，上有气泡产生。则这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ） A. B. C. D. （六）原电池的构成条件 归纳总结 原电池的构成条件有哪些？ 答案：①活动性不同的两块电极材料（金属电极、惰性电极、气体电极等）；②电极均与电解质溶液接触；③形成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。 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（ ） 2.有关电化学知识的描述正确的是（ ） A．CaO＋H₂O = Ca(OH)₂，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能 B．某原电池反应为Cu＋2AgNO₃ = Cu(NO₃)₂＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含KCl饱和溶液的琼胶 C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 3.铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（ ） A．正极反应为Zn－2e⁻ = Zn²⁺ B．电池反应为Zn＋Cu²⁺ = Zn²⁺＋Cu C．在外电路中，电子从铜极流向锌极 D．盐桥中的K⁺移向ZnSO₄溶液 4.如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）（ ） A．当M为CuSO₄、杠杆为导体时，A端低，B端高 B．当M为AgNO₃、杠杆为导体时，A端高，B端低 C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低 D．当M为CuSO₄、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高 5.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl₃ = ZnCl₂＋2FeCl₂，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是（ ） A．Zn为负极，发生还原反应 B．b电极反应式为2Fe³⁺＋2e⁻ = 2Fe²⁺ C．电子流动方向是a电极→FeCl₃溶液→b电极 D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜 一、原电池的工作原理 1．原电池的构成条件 (1)定义：能把化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件： 2．实验探究：锌铜原电池的工作原理(含盐桥) 装置示意图 注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶 现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转 能量转换 化学能转化为电能 微观探析 在硫酸锌溶液中，负极一端的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液 在硫酸铜溶液中，正极一端的Cu2＋获得电子变成Cu沉积在铜片上 电子或离子移动方向 电子：负极流向正极 盐桥：Cl—移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液 工作原理 负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) 正极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 注意 (1)盐桥作用：离子通道，形成闭合回路。避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减。 (2)原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。 3.原电池的工作原理 二、原电池的应用 1．加快化学反应速率 在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。 2．金属活动性强弱比较 一般来说，作负极的金属的活动性强于正极金属。 如：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。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。 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。 (1)外电路 负极——化合价升高的物质 正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒 (2)内电路：化合价降低的物质作电解质溶液。如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 ①化合价升高的物质 负极：Cu ②活泼性较弱的物质 正极：C ③化合价降低的物质 电解质溶液：FeCl3 示意图 一般来说，设计成原电池的反应为放热反应，但有些吸热反应如果能自发进行也可设计成原电池，如：AsO＋2I－＋2H＋=AsO＋I2＋H2O 通过调节B中的pH，实现原电池电极的转换，若正方向放热，则逆方向吸热，均能构成原电池。 4.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。 考点一　原电池的工作原理 1.在如图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极，则Y可能是(　　) A．锌 B．银 C．石墨 D．铜 2．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(　　) 3．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)(　　) A．当M为CuSO4、杠杆为导体时，A端低，B端高 B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，A端高，B端低 C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低 D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高 4．用铜片、银片、CuSO4溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U形管)构成一个原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是(　　) ①铜电极的质量减少　②正极反应为Ag＋＋e－==Ag　③在外电路中，电流由铜电极流向银电极　④实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 5．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　) A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋ B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从铜极流向锌极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 6．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是(　　) A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 考点二　原电池工作原理的应用 1．将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。如图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是(　　) 2．有A、B、D、E四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B；当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E、B－2e－===B2＋，则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为(　　) A．A>B>E>D B．A>B>D>E C．D>E>A>B D．D>A>B>E 3．根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是(　　) A．X可以是银或石墨 B．Y是硫酸铜溶液 C．电子从铜电极经外电路流向X电极 D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag 4.如图所示装置，电流表发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3溶液 5.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是(　　) A．Zn为负极，发生还原反应 B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极 D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜 考点三　原电池电极反应式的书写 1．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，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－===MnO D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋ 2．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，已知O～t1，原电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生，下列说法不正确的是(　　) A．O～t1，正极的电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O B．O～t1，溶液中的H＋向Cu电极移动 C．t1时，负极的电极反应式为Cu＋2e－===Cu2＋ D．t1时，原电池中电子的流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍Al进一步反应 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，有人设计了如图装置，按要求回答下列问题： (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SO向____________移动，硫酸铜溶液中SO向____________移动。 (4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________的定向移动来导电的。在工作时，K＋移向________。 4．(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示的原电池，回答下列问题： ①写出电极反应式： 正极：________________________________________________________________________; 负极：________________________________________________________________________。 ②图中X是____________，Y是____________。 ③原电池工作时，盐桥中的____________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。 (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，其正极反应式为____________________________________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2 原电池和化学电源 课时1 原电池的工作原理 一、知识目标 1. 理解原电池的工作原理，能正确书写锌铜原电池的电极反应和总反应方程式。 1. 了解单液原电池的缺点，掌握双液原电池的构成、工作原理及应用。 1. 知道原电池的构成条件，能够根据氧化还原反应设计简单的原电池。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：通过实验探究，从宏观现象认识原电池的工作原理，从微观角度理解电子转移、离子迁移等过程。 2. 证据推理与模型认知：通过对原电池实验现象的分析和推理，建立原电池的模型，理解原电池的构成条件和工作原理。 3. 科学探究与创新意识：通过对原电池装置的优化探究，培养创新思维和实践能力，体会科学探究在化学研究中的重要性。 一、学习重点 1. 原电池的工作原理。 2. 双液原电池的构成和工作原理。 3. 原电池的构成条件。 二、学习难点 1. 双液原电池中盐桥的作用。 2. 根据氧化还原反应设计原电池。 一、原电池的工作原理 1．回顾复习原电池的工作原理及形成条件 (1)由图1装置回顾原电池工作原理 ①电极上 锌片失电子，是负极，电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋。 铜片上Cu2＋得电子，铜片是正极，电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu。 ②外电路中：电子由锌片流向铜片。 ③溶液中：SO移向锌片，Cu2＋移向铜片。 总反应方程式：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu。 (2)原电池的构成条件 ①定义：把化学能转化为电能的装置。 ②构成条件 2．探究含盐桥的锌铜原电池的工作原理 (1)盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，形成离子通道，把置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液连在一起，构成闭合回路。 (2)现象：锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转。 (3)工作原理(以上述原电池为例) 电极 Zn电极 Cu电极 电极名称 负极 正极 得失电子 失电子 得电子 电子流向 电子流出 电子流入 电极反应式 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式 CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu 二、原电池工作原理的应用 1．加快化学反应速率 (1)原理：在形成的原电池中，氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，溶液中的离子运动时相互干扰减小，电解质溶液中离子的运动更快，使化学反应速率加快。 (2)举例：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成微小Cu-Zn原电池，加快产生H2的速率。 2．比较金属的活动性强弱 原理：一般来说，负极金属的活动性强于正极金属。根据现象判断出原电池的正、负极，金属的活动性：负极强于正极。 三、原电池电极反应式的书写 一般情况下： 负极：负极材料失电子生成相应离子，发生氧化反应； 正极：电解质溶液中阳离子在正极上得电子，发生还原反应； 总反应式：依据得失电子守恒配平上述两极反应式，然后相加。 （一）新课导入 问题思考 1. 请举例说明生活中哪些地方用到了化学电源？ 答案：手机电池、电动车电池、手表电池、手电筒电池、计算器电池等。 1. 判断下列关于化学电源的说法是否正确： · 化学电源是将化学能转化为电能的装置。 · 一次电池使用后不能再充电，二次电池可以多次充电使用。 · 化学电源的本质是氧化还原反应。 · 所有的化学反应都能设计成化学电源。 答案：前三个说法正确，最后一个说法错误。只有能自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，将化学能转化为电能，并非所有化学反应都能设计成化学电源。 1. 下列物品中，使用的不是化学电源的是（ ） A. 手电筒 B. 计算器 C. 太阳能热水器 D. 手机 答案：C。太阳能热水器是将太阳能转化为热能，没有使用化学电源；而手电筒、计算器、手机通常都使用电池这种化学电源来供电。 （二）原电池工作原理实验探究 问题思考 2. 进行实验一，将温度传感器插入硫酸铜溶液中，再向其中加入少量锌粉，会有什么现象发生？为什么？ 答案：溶液温度升高。因为锌和硫酸铜的反应是放热反应，化学能转化为了热能。 1. 在实验二中，将锌片、铜片分别插入硫酸铜溶液和硫酸锌溶液中，两个溶液用盐桥进行连接，金属片之间用导线连接，导线中间接入灵敏电流计，会有什么现象？为什么？ 答案：灵敏电流计指针偏转，说明有电流产生。因为该装置构成了原电池，发生了氧化还原反应，将化学能转化为了电能。负极反应为，正极反应为，电池反应为。 1. 在上述实验二中，若将锌片换成铁片，其他条件不变，下列说法正确的是（ ） A. 铁片为正极 B. 正极反应为 C. 电池反应为 D. 灵敏电流计指针不会偏转 答案：C。铁比铜活泼，铁作负极，负极反应为，铜作正极，正极反应为，电池反应为，会形成原电池，有电流产生，灵敏电流计指针会偏转，所以A、B、D选项错误，C选项正确。 （三）原电池工作原理分析 问题思考 3. 回顾必修二的知识，将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，写出该原电池的正极电极反应、负极电极反应和总反应方程式。 答案：正极反应：；负极反应：；总反应方程式：。 1. 分析锌铜稀硫酸原电池中存在的问题，为什么没有直接利用该装置作为化学电源呢？ 答案：该原电池存在的问题是氧化还原反应未完全隔开，锌与其接触的稀硫酸发生反应，电流会逐渐衰减。未作化学电源的原因有：装置携带不方便，能量转化不充分；产生氢气容易爆炸，安全性差；电池电流电压容易受到硫酸浓度的影响而不稳定；硫酸本身是强烈腐蚀性的，安全性差；反应本身不好控制，容易发热起火等。 1. 在锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池中，下列说法正确的是（ ） A. 锌片作正极 B. 电子从铜片流向锌片 C. 溶液中向锌片移动 D. 该原电池能将化学能转化为电能 答案：D。锌比铜活泼，锌片作负极，A选项错误；电子从负极（锌片）流向正极（铜片），B选项错误；溶液中阳离子（）向正极（铜片）移动，C选项错误；原电池的本质是将化学能转化为电能，所以D选项正确。 1. 下列关于原电池的说法正确的是（ ） A. 原电池中，负极发生还原反应 B. 原电池的两极必须是金属 C. 原电池工作时，电子从负极经导线流向正极 D. 原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动 答案：C。原电池中，负极发生氧化反应，A选项错误；原电池的两极可以是金属和金属，也可以是金属和能导电的非金属等，B选项错误；原电池工作时，电子从负极经导线流向正极，C选项正确；溶液中的阳离子向正极移动，D选项错误。 （四）原电池装置的优化——双液原电池 问题思考 4. 双液原电池解决问题的核心是什么？ 答案：使还原剂与氧化剂不直接接触。 1. 在双液原电池中，两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路，该如何解决？ 答案：使用盐桥。盐桥中通常装有含饱和溶液的琼胶，和可在其中自由移动。 1. 盐桥的作用有哪些？ 答案：①形成闭合回路；②平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性；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。 1. 分析双液原电池的工作原理，写出负极和正极的电极反应。 答案：负极：；正极：。 1. 随着双液原电池反应的进行，盐桥中的离子是如何迁移的？ 答案：随着反应的进行，硫酸锌溶液中离子浓度增大，盐桥中的会移向硫酸锌溶液；硫酸铜溶液中离子浓度减小，盐桥中的会移向硫酸铜溶液。 1. 在双液原电池中，关于盐桥的说法错误的是（ ） A. 盐桥可以形成闭合回路 B. 盐桥中的离子可以自由移动 C. 盐桥可以提高电池的能量转化效率 D. 盐桥可以参与电极反应 答案：D。盐桥的作用是形成闭合回路、平衡两侧溶液的电荷、避免电极与电解质溶液直接反应，提高电池的能量转化效率，但盐桥本身不参与电极反应，所以D选项错误。 1. 下列关于双液原电池的说法正确的是（ ） A. 双液原电池中，负极和正极的电极材料必须不同 B. 双液原电池中，溶液中的阴离子向正极移动 C. 双液原电池的工作原理与单液原电池相同 D. 双液原电池可以避免电池自损耗的问题 答案：D。双液原电池中，相同电极材料在不同环境下也可构成原电池，A选项错误；溶液中的阴离子向负极移动，B选项错误；双液原电池通过盐桥解决了单液原电池氧化反应和还原反应未完全隔开的问题，工作原理有差异，C选项错误；双液原电池使氧化反应和还原反应分别在两极进行，避免了电池自损耗的问题，D选项正确。 （五）双液原电池的应用 问题思考 5. 双液原电池在加快化学反应速率方面的原理是什么？ 答案：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减少，打破静电屏蔽效应，电子得以顺利从负极沿导线移向正极，使得反应速率增大。 1. 如何利用原电池原理比较金属活动性强弱？ 答案：一般情况下，两种金属分别作原电池的两极时，作负极的金属比较活泼，发生氧化反应；作正极的金属的活泼性相对较差，发生还原反应。例如，有两种金属和，用导线连接插入稀硫酸中，观察到极溶解，极上有气泡产生，根据原电池原理，金属活泼性。 1. 将铁片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，下列说法正确的是（ ） A. 铁片作正极 B. 铜片上有气泡产生 C. 溶液中的向铁片移动 D. 该装置不能加快铁与稀硫酸的反应速率 答案：B。铁比铜活泼，铁片作负极，A选项错误；铜片作正极，溶液中的在铜片上得到电子生成氢气，所以铜片上有气泡产生，B选项正确；溶液中的向正极（铜片）移动，C选项错误；该装置形成了原电池，可以加快铁与稀硫酸的反应速率，D选项错误。 1. 有、、三种金属，把和用导线连接后插入稀硫酸中，溶解，上有气泡产生；把和用导线连接后插入稀硫酸中，上有气泡产生。则这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ） A. B. C. D. 答案：A。把和用导线连接后插入稀硫酸中，溶解，上有气泡产生，说明作负极，作正极，金属活动性；把和用导线连接后插入稀硫酸中，上有气泡产生，说明作负极，作正极，金属活动性。所以这三种金属的活动性由强到弱的顺序是。 （六）原电池的构成条件 归纳总结 原电池的构成条件有哪些？ 答案：①活动性不同的两块电极材料（金属电极、惰性电极、气体电极等）；②电极均与电解质溶液接触；③形成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。 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（ ） 【答案】A 【解析】要在铜电极上产生气泡，需要形成原电池且铜作正极，溶液中的氢离子在铜电极得电子生成氢气。A选项中锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，符合要求；其他选项需根据具体装置判断是否能形成有效的原电池及铜的电极情况，本题未给出其他选项具体内容，但可确定A选项能满足在铜电极产生气泡的条件。 2.有关电化学知识的描述正确的是（ ） A．CaO＋H₂O = Ca(OH)₂，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能 B．某原电池反应为Cu＋2AgNO₃ = Cu(NO₃)₂＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含KCl饱和溶液的琼胶 C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 【答案】D 【解析】A. 原电池反应是自发的氧化还原反应，CaO＋H₂O = Ca(OH)₂不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A选项错误；B. 该原电池反应中，若盐桥中用含KCl饱和溶液的琼胶，Cl⁻会与Ag⁺反应生成AgCl沉淀，影响原电池的正常工作，B选项错误；C. 原电池的两极可以是活动性不同的两种金属，也可以是一种金属和一种能导电的非金属（如石墨），C选项错误；D. 理论上，能自发进行的氧化还原反应都有电子的转移，都可设计成原电池，将化学能转化为电能，D选项正确。 3.铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（ ） A．正极反应为Zn－2e⁻ = Zn²⁺ B．电池反应为Zn＋Cu²⁺ = Zn²⁺＋Cu C．在外电路中，电子从铜极流向锌极 D．盐桥中的K⁺移向ZnSO₄溶液 【答案】B 【解析】A. 在铜锌原电池中，锌比铜活泼，锌作负极，负极反应为Zn－2e⁻ = Zn²⁺，铜作正极，正极反应为Cu²⁺＋2e⁻ = Cu，A选项错误；B. 电池总反应就是锌与硫酸铜的反应，即Zn＋Cu²⁺ = Zn²⁺＋Cu，B选项正确；C. 在外电路中，电子从负极（锌极）流向正极（铜极），C选项错误；D. 随着反应的进行，ZnSO₄溶液中Zn²⁺离子浓度增大，为使ZnSO₄溶液保持电中性，盐桥中的Cl⁻会移向ZnSO₄溶液，而K⁺移向CuSO₄溶液，D选项错误。 4.如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）（ ） A．当M为CuSO₄、杠杆为导体时，A端低，B端高 B．当M为AgNO₃、杠杆为导体时，A端高，B端低 C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低 D．当M为CuSO₄、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高 【答案】A 【解析】A. 当M为CuSO₄、杠杆为导体时，形成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，发生反应Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu，铁球质量减小，铜球上有铜析出质量增加，所以A端低，B端高，A选项正确；B. 当M为AgNO₃、杠杆为导体时，铁和铜都能与AgNO₃反应，且都作负极，都会溶解质量减小，但铁更活泼反应更快，应该是A端低，B端高，B选项错误；C. 当M为盐酸、杠杆为导体时，形成原电池，铁作负极，铁球溶解质量减小，铜不与盐酸反应，应该是A端低，B端高，C选项错误；D. 当M为CuSO₄、杠杆为绝缘体时，只有铁与硫酸铜反应，铁球质量减小，应该是A端高，B端低，D选项错误。 5.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl₃ = ZnCl₂＋2FeCl₂，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是（ ） A．Zn为负极，发生还原反应 B．b电极反应式为2Fe³⁺＋2e⁻ = 2Fe²⁺ C．电子流动方向是a电极→FeCl₃溶液→b电极 D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜 【答案】D 【解析】A. 在该原电池中，锌比铁活泼，Zn为负极，负极发生氧化反应，A选项错误；B. b电极是正极，溶液中的Fe³⁺在正极得电子，电极反应式为Fe³⁺＋e⁻ = Fe²⁺，B选项错误；C. 电子只能在导线中移动，不能在溶液中移动，电子流动方向是a电极（负极）沿导线流向b电极（正极），C选项错误；D. 正极材料只要能导电且不与电解质溶液发生反应即可，石墨、铂电极、铜都符合要求，D选项正确。 一、原电池的工作原理 1．原电池的构成条件 (1)定义：能把化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件： 2．实验探究：锌铜原电池的工作原理(含盐桥) 装置示意图 注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶 现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转 能量转换 化学能转化为电能 微观探析 在硫酸锌溶液中，负极一端的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液 在硫酸铜溶液中，正极一端的Cu2＋获得电子变成Cu沉积在铜片上 电子或离子移动方向 电子：负极流向正极 盐桥：Cl—移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液 工作原理 负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) 正极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 注意 (1)盐桥作用：离子通道，形成闭合回路。避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减。 (2)原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。 3.原电池的工作原理 二、原电池的应用 1．加快化学反应速率 在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。 2．金属活动性强弱比较 一般来说，作负极的金属的活动性强于正极金属。 如：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。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。 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。 (1)外电路 负极——化合价升高的物质 正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒 (2)内电路：化合价降低的物质作电解质溶液。如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 ①化合价升高的物质 负极：Cu ②活泼性较弱的物质 正极：C ③化合价降低的物质 电解质溶液：FeCl3 示意图 一般来说，设计成原电池的反应为放热反应，但有些吸热反应如果能自发进行也可设计成原电池，如：AsO＋2I－＋2H＋=AsO＋I2＋H2O 通过调节B中的pH，实现原电池电极的转换，若正方向放热，则逆方向吸热，均能构成原电池。 4.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。 考点一　原电池的工作原理 1.在如图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极，则Y可能是(　　) A．锌 B．银 C．石墨 D．铜 答案　A 解析　在柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X，说明电极Y是负极，电极X是正极，Y的活动性比X强。根据金属活动性顺序可知，金属活动性：Zn>Pb>Cu>Ag，石墨是非金属单质，失去电子能力比金属弱，因此若X为铅电极，则Y应该是活动性比铅强的金属锌，故合理选项是A。 2．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(　　) 答案　A 解析　装置B、C中无化学反应发生；D不能形成闭合回路；只有A能形成原电池，铜电极上有氢气产生。 3．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)(　　) A．当M为CuSO4、杠杆为导体时，A端低，B端高 B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，A端高，B端低 C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低 D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高 答案　A 解析　杠杆为导体时，该装置形成原电池，Fe为负极、Cu为正极，A、B、C三个选项中Fe均会溶解，质量减轻，所以B端高。杠杆为绝缘体时，不形成原电池，D选项中只在铁球上发生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的反应，铁球质量增加，B端低。 4．用铜片、银片、CuSO4溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U形管)构成一个原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是(　　) ①铜电极的质量减少　②正极反应为Ag＋＋e－==Ag　③在外电路中，电流由铜电极流向银电极　④实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 答案　A 解析　金属活动性：Cu>Ag，Cu为负极，失去电子，Cu－2e－===Cu2＋，①正确；Ag为正极，得到电子，Ag＋＋e－===Ag，②正确；电子经外电路流向银电极，电流由银电极流向铜电极，③错误；取出盐桥不能形成闭合回路，不能构成原电池，④错误。 5．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　) A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋ B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从铜极流向锌极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 答案　B 解析　电池的正极得电子，A选项错误；结合该电池的装置图可知，该过程中的氧化还原反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B选项正确；外电路中，电子从负极流向正极，C选项错误；左烧杯中由于Zn失去电子形成Zn2＋，使得该烧杯中正电荷的离子增加，为维持电中性，K＋应该通过盐桥流向CuSO4所在的右烧杯中，D选项错误。 6．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是(　　) A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 答案　B 解析　由甲可知Cd的活动性强于Co，由乙可知Co的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。 考点二　原电池工作原理的应用 1．将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。如图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是(　　) 答案　D 解析　向A中滴加CuSO4溶液发生反应Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，置换出的Cu附着在Zn表面构成原电池，可以加快产生H2的速率，A的斜率要大于B的斜率，B错误；A中部分Zn与CuSO4反应，则与稀硫酸反应的Zn比B中小，产生的H2体积比B中小，A、C错误，D正确。 2．有A、B、D、E四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B；当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E、B－2e－===B2＋，则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为(　　) A．A>B>E>D B．A>B>D>E C．D>E>A>B D．D>A>B>E 答案　D 解析　根据“当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B”可知，金属性：A>B；根据“当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极”可知，金属性：D>A；根据“当B、E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E、B－2e－===B2＋”可知，金属性：B>E，综上可知，金属性由强到弱的顺序为D>A>B>E。 3．根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是(　　) A．X可以是银或石墨 B．Y是硫酸铜溶液 C．电子从铜电极经外电路流向X电极 D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag 答案　B 解析　由反应2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag知铜为负极，则X为正极，X材料为活动性比铜弱的金属或非金属导体，A正确；电解质溶液中应含有Ag＋，B错误；在原电池中，电子从负极经外电路流向正极，C正确；Ag＋在正极X上得到电子，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，D正确。 4.如图所示装置，电流表发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3溶液 答案　D 解析　根据题意可知，在该原电池中，A极逐渐变粗，B极逐渐变细，所以B作负极，A作正极，B的活泼性大于A的活泼性，所以排除A、C选项；A极逐渐变粗，说明有金属析出，B选项中正极H＋放电析出氢气，D选项中正极析出金属Ag，D项正确。 5.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是(　　) A．Zn为负极，发生还原反应 B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极 D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜 答案　D 解析　根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根据电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A、B项错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D正确。 考点三　原电池电极反应式的书写 1．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，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－===MnO D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋ 答案　B 解析　根据锂电池的总反应式Li＋MnO2===LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，A、D错误，B正确；MnO2是正极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO，C错误。 2．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，已知O～t1，原电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生，下列说法不正确的是(　　) A．O～t1，正极的电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O B．O～t1，溶液中的H＋向Cu电极移动 C．t1时，负极的电极反应式为Cu＋2e－===Cu2＋ D．t1时，原电池中电子的流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍Al进一步反应 答案　C 解析　O～t1，Al在浓硝酸中发生钝化，铝氧化得到氧化铝，Cu为正极，NO放电生成NO2，正极电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O，A正确；O～t1，Cu为正极，溶液中的H＋向Cu电极移动，B正确；t1时，铜为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，C错误。 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，有人设计了如图装置，按要求回答下列问题： (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SO向____________移动，硫酸铜溶液中SO向____________移动。 (4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________的定向移动来导电的。在工作时，K＋移向________。 答案　(1)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　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu　(2)锌半电池　铜半电池　(3)锌电极(或负极)　盐桥　(4)离子　正极区(或CuSO4溶液) 解析　(1)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锌片不断溶解，②铜片上有红色物质析出，③电流表指针发生偏转。(2)Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。(3)电池工作时，ZnSO4溶液中SO向负极或锌电极移动，CuSO4溶液中SO向盐桥移动。(4)盐桥中，K＋向正极区或CuSO4溶液移动，Cl－向负极区或ZnSO4溶液移动，这样依靠离子的定向移动形成闭合回路而导电。 4．(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示的原电池，回答下列问题： ①写出电极反应式： 正极：________________________________________________________________________; 负极：________________________________________________________________________。 ②图中X是____________，Y是____________。 ③原电池工作时，盐桥中的____________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。 (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，其正极反应式为____________________________________。 答案　(1)①2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu－2e－===Cu2＋　②FeCl3　CuCl2　③阳 (2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O 解析　(1)该原电池中Cu作负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；石墨作正极，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。X溶液应为FeCl3溶液，Y溶液应为CuCl2溶液。原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极移动。 (2)Cu作负极，O2在正极上得电子：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $