化学选修四原电池

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1、下列装置中能构成原电池的是：下列装置中能构成原电池的是：ABCD小试身手 (1)(1)在氧化还原反应中：在氧化还原反应中：氧化剂氧化剂 电子电子元素化合价元素化合价 被被 发生发生 反应。反应。还原剂还原剂 电子电子元素化合价元素化合价 被被发生发生 反应。反应。氧化剂、还原剂之间转移电子数目氧化剂、还原剂之间转移电子数目相等相等。(2)(2)原电池是将原电池是将 转化为转化为 的装置，原电的装置，原电池内发生的反应属于池内发生的反应属于 。得到得到降低降低还原还原还原还原失去失去升高升高氧化氧化氧化氧化化学能化学能电能电能氧化还原反应氧化还原反应 (3)通通过过必修必修2课课程的学程的学习习

2、，我，我们们知道在右知道在右图图装置中：装置中：锌锌片是片是 极，极，电电极反极反应应式是式是 铜铜片是片是 极，极，电电极反极反应应式是式是 。总总反反应应方程式是方程式是 。外外电电路中路中电电子由子由 片流向片流向 片。片。负负Zn2e正正2H2e=H2Zn2H=Zn2H2锌锌铜铜mACuZn2+Cu2+SO4 2-SO4 2-ZnZn2+mAZn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu负极正极一、原电池的工作原理一、原电池的工作原理mACuZn2+Cu2+SO4 2-SO4 2-ZnK+Cl-Zn2+mAZn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu氧化反应盐桥还原反应+负极正极1 1构成条

3、件构成条件 (1)(1)具有两个具有两个 不同的不同的电电极。极。(2)(2)合适的合适的 溶液。溶液。(3)(3)形成形成 回路回路(外外电电路用路用导线导线相相连连或互相接触并将或互相接触并将两两电电极插入极插入电电解解质质溶液中溶液中)。(4)(4)能自能自发发地地发发生生 反反应应。活活泼泼性性电电解解质质闭闭合合氧化氧化还还原原2 2装置图装置图(以以ZnZnCuCu原电池为例原电池为例)3 3工作原理工作原理电电极极Zn电电极极Cu电电极极电电极名称极名称 得失得失电电子子失失电电子子得得电电子子电电子流向子流向 反反应类应类型型 反反应应 反反应应电电极反极反应应式式 总总反反应

4、应式式 负负极极流出流出氧化氧化正极正极流入流入还还原原Zn2eCu22eZnCu21判断正判断正误误(正确打正确打“”号，号，错误错误打打“”号号)。(1)原原电电池是把化学能池是把化学能转转化化为电为电能的一种装置。能的一种装置。()(2)原原电电池正极池正极发发生氧化反生氧化反应应，负负极极发发生生还还原反原反应应。()(3)不能自不能自发进发进行的氧化行的氧化还还原反原反应应，通，通过过原原电电池装置可池装置可以以实现实现。()(4)碳棒不能用来作原碳棒不能用来作原电电池的池的电电极。极。()(5)反反应应Cu2Ag=2AgCu2能以原能以原电电池的形池的形式来式来实现实现。()答案：

5、答案：(1)(2)(3)(4)(5)2原原电电池中的池中的盐桥盐桥有何作用？有何作用？答案：答案：盐桥盐桥有两个作用：有两个作用：(1)将两个半将两个半电电池池连连接构成接构成闭闭合回路合回路(2)保持保持盐桥盐桥两两边电边电解解质质溶液呈溶液呈电电中性中性3下列四位同学的下列四位同学的说说法正确的是法正确的是()分析：分析：在原在原电电池中，池中，较较活活泼泼的金属作的金属作负负极，失去极，失去电电子子发发生氧化反生氧化反应应，电电子从子从负负极流出极流出经导线经导线流向流向正极，内正极，内电电路中，阳离子向正极移路中，阳离子向正极移动动，阴离子向，阴离子向负负极移极移动动，故只有，故只有A

6、说说法正确。法正确。答案：答案：A（20102010广东高考）铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是广东高考）铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是()()A A、正极反应为：、正极反应为：ZnZn2e2e=Zn=Zn2+2+B B、电池总反应为：、电池总反应为：Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu CC、在外电路中，电子从负极流向正极、在外电路中，电子从负极流向正极 D D、盐桥中的、盐桥中的K K+移向移向ZnSOZnSO4 4溶液溶液 BC（20092009福建）某原电池构造如右图所示。下列有关叙述正确的是福建）某原电池构造如右图所示。下列有关叙述正确的是（）A A在外电路

7、中，电子由银电极流向铜电极在外电路中，电子由银电极流向铜电极B B取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转CC外电路中每通过外电路中每通过0.1mol0.1mol电子，铜的质量理论上减小电子，铜的质量理论上减小6.4g6.4gD D原电池的总反应式为原电池的总反应式为Cu+2AgNOCu+2AgNO3 32Ag+Cu(NO2Ag+Cu(NO3 3)2 2D（20082008广东高考）用铜片、银片、广东高考）用铜片、银片、Cu(NOCu(NO3 3)2 2溶液、溶液、AgNOAgNO3 3溶液、溶液、导线和盐桥（装有琼脂导线和盐桥（装有琼脂KNOKNO3 3的的U U

8、型管）构成一个原电池。以下有型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是关该原电池的叙述正确的是 ()()在外电路中，电流由铜电极流向银电极在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为：正极反应为：AgAg+e+e =Ag=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入将铜片浸入AgNOAgNO3 3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A AB BCC D DC（20112011海南高考）依据氧化还原反应：海南高考）依据氧化还原反应：2Ag2Ag(aqaq)Cu(sCu(s)CuCu2 2(aqaq)2A

9、g(s)2Ag(s)设计的原电池如图所示设计的原电池如图所示。请回答下列问题：请回答下列问题：（1 1）电极）电极X X的材料是的材料是 ；电解质溶液；电解质溶液Y Y是是 ；（2 2）银电极为电池的）银电极为电池的 极，发生的电极反应为极，发生的电极反应为 ；X X电极上发生的电极反应为电极上发生的电极反应为 ；（3 3）外电路中的电子是从）外电路中的电子是从 电极流向电极流向 电极。电极。CuAgNO3正正Ag+e-=AgCu-e-=CuCuAg1 1工作原理示意图工作原理示意图2 2原电池电极的判断原电池电极的判断 例例1(2012徐州高二检测徐州高二检测)下下图图是是Zn和和Cu形成形

10、成的原的原电电池，某池，某实验兴实验兴趣小趣小组组做完做完实验实验后，在后，在读书读书卡片卡片上上记录记录如下：在卡片上，描述合理的是如下：在卡片上，描述合理的是 ()ABC D答案答案B 原原电电池的池的电电极极类类型不型不仅仅跟跟电电极材料有关，极材料有关，还还与与电电解解质质溶液的性溶液的性质质有关。如有关。如镁镁铝电铝电极在稀硫酸中极在稀硫酸中构成原构成原电电池，池，镁为负镁为负极，极，铝为铝为正极，但若以正极，但若以氢氢氧化氧化钠钠溶液溶液为电为电解解质质溶液，溶液，则铝为负则铝为负极，极，镁为镁为正极。正极。1加快氧化加快氧化还还原反原反应应的速率的速率 例如：在例如：在锌锌与稀硫

11、酸反与稀硫酸反应时应时加入少量加入少量CuSO4溶液，溶液，能使能使产产生生H2的速率加快。的速率加快。2比比较较金属活金属活动动性性强强弱弱 3用于金属的保用于金属的保护护 如要保如要保护护一个一个铁闸铁闸。可用。可用导线导线将其与一将其与一锌块锌块相相连连，使，使锌锌作原作原电电池的池的负负极，极，铁闸铁闸作正极。作正极。4设计设计化学化学电电池池 例如：以例如：以2FeCl3Cu (2)确定确定电电极材料：极材料：如如发发生氧化反生氧化反应应的物的物质为质为金属金属单质单质，可用，可用该该金属直金属直接作接作负负极；如极；如为为气体气体(如如H2)或溶液中的或溶液中的还还原性离子，可原性

12、离子，可用惰性用惰性电电极极(如如Pt、碳棒、碳棒)作作负负极。极。发发生生还还原反原反应应的的电电极材料一般不如极材料一般不如负负极材料活极材料活泼泼。本例中可用本例中可用铜铜棒作棒作负负极，用极，用铂丝铂丝或碳棒作正极。或碳棒作正极。(3)确定确定电电解解质质溶液：溶液：一般一般选选用反用反应应物中的物中的电电解解质质溶液即可。如本例中溶液即可。如本例中可用可用FeCl3溶液作溶液作电电解液。解液。(4)构成构成闭闭合回路：将合回路：将电电极用极用导线连导线连接，使之构成接，使之构成闭闭合回路。合回路。例例2(2012金华十校期末考试金华十校期末考试)控制适合的条件，控制适合的条件，KI溶

13、液溶液过过量，将反量，将反应应2Fe32I 2Fe2I2设计设计成如下成如下图图所示的原所示的原电电池。下列判断正确的是池。下列判断正确的是 ()A反反应应开始开始时时，甲中石墨，甲中石墨电电极上极上Fe3发发生氧化反生氧化反应应B反反应应开始开始时时，乙中石墨，乙中石墨电电极的反极的反应应式：式：I22e=2IC电电流流计读计读数数为为零零时时，在甲中加入，在甲中加入KSCN溶液，出溶液，出现现血血红红色色D电电流流计读计读数数为为零零时时，反，反应处应处在停止状在停止状态态 解析解析本本题题考考查查原原电电池原理及化学平衡，池原理及化学平衡，难难度度较较大，大，根据所根据所给给原原电电池的

14、反池的反应应原理可知，原理可知，Fe3在正极在正极发发生生还还原原反反应应，甲池中存在，甲池中存在Fe3，故，故A错误错误；乙池；乙池为负为负极，失极，失电电子子的物的物质质是是I，B错误错误；此反；此反应应是可逆反是可逆反应应，电电流流计计的的读读数数为为零零时说时说明反明反应处应处于平衡状于平衡状态态，但，但c(Fe3)0，故，故C正确，正确，D项错误项错误。答案答案C例例3 根据下式根据下式设计设计一个原一个原电电池：池：Cu2Ag分析：分析：首先将反首先将反应应拆成两个半反拆成两个半反应应：Cu2e=Cu2，2Ag2e答案：答案：(1)(2)负负极：极：Cu2e=Cu2，正极：正极：2

15、Ag2e=2Ag 设计设计原原电电池有以下三个关池有以下三个关键键点：点：(1)电电解解质质溶液：一般能与溶液：一般能与负负极反极反应应或者溶解在溶或者溶解在溶液中的物液中的物质质(如如O2)与与负负极反极反应应。(2)电电极材料：一般极材料：一般较较活活泼泼的金属作的金属作负负极，极，较较不活不活泼泼的金属或的金属或导电导电的非金属作正极。的非金属作正极。(3)若是两个半反若是两个半反应应分分别别在两个在两个烧烧杯中杯中进进行，行，则负则负极中的极中的电电解解质质溶液溶液应应有与有与电电极材料相同的阳离子。极材料相同的阳离子。(1)原原电电池反池反应应是氧化是氧化还还原反原反应应，氧化，氧化

16、还还原反原反应应在理在理论论上可以上可以设计设计成原成原电电池。池。(2)原原电电池中，池中，负负极失极失电电子子发发生氧化反生氧化反应应，正极得，正极得电电子子发发生生还还原反原反应应，正、，正、负负极得失极得失电电子数目相等。子数目相等。(3)原原电电池中，阴离子向池中，阴离子向负负极运极运动动，阳离子向正极运，阳离子向正极运动动，不参加，不参加电电极反极反应应的离子在各区域的的离子在各区域的浓浓度基本不度基本不变变。(4)设计设计原原电电池的基本思路：池的基本思路：根据根据电电池反池反应应式确定正、式确定正、负负极反极反应应式。式。根据正、根据正、负负极反极反应应式式选择电选择电极材料和极材料和电电解解质质溶液。溶液。画出原画出原电电池装置示意池装置示意图图。