化学选修四步步高导学案 第四章第一节

身被 还原 ，发生 还原 反应。
2.盐桥原电池(或双液原电池)
按右图所示装置完成实验，并回答下列问题：
(1)实验过程中，能观察到的实验现象：
①锌片 溶解 ，铜片 加厚变亮 ；
②电流表指针 发生偏转 ；
③硫酸铜溶液的颜色 变浅 。
(2)离子移动方向 ①硫酸锌溶液中： Zn2＋向盐桥移动； ②硫酸铜溶液中： Cu2＋向铜极移动； ③盐桥中：K＋移向正极 区(CuSO4溶液)，Cl－移向负极 区(ZnSO4溶液)。
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答案
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本课结束
B.负极反应式：2H＋＋2e－===H2↑
C.工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
D.Fe作正极，发生氧化反应
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解析
答案
3.下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是
A.均发生了化学能转化为电能的过程 B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物 √ C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu D.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
电子发生 氧化 反应，电子通过导线流向 正 极，氧化剂在 正 极上得到电子
发生 还原 反应。
(2) 负极 为电子流出极，相对活泼，通常是活动性较 强 的金属或某些还原
剂，电极被 氧化 ，发生 氧化 反应。
(3) 正极 为电子流入极，相对不活泼，通常是活动性较 差 的金属或非金属
导体，一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本
例5
①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②
相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，
②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活
动性由大到小的顺序是
A.①③②④
C.③④②①
B.①③④② √
D.③①②④
解析
答案
学习小结
达标检测
1.在如图所示的水果(柠檬)电池中，外电路上的电流从X电极流向Y电极。
请回答下列问题：
硝酸银溶液 。 铜 ，电解质溶液Y是___________ (1)电极X的材料是___
解析
答案
2Ag＋＋2e－===2Ag ； (2)银电极的电极反应式是_________________ X电极的电极反应式是________________ Cu－2e－===Cu2＋ 。
正(或银) 极。 负(或铜) 极流向________ (3)外电路中的电子是从________
C.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
解析 答案
例2 根据原电池的工作原理，写出下列电池的电极反应式。
(1)将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池： 2H＋＋2e－===H2↑ ； ①正极反应式是_________________ ②负极反应式是_______________ Fe－2e－===Fe2＋ ；
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解析
答案
4.有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线接起来，浸入电解质溶液中，a
不易腐蚀；将b、d分别投入等浓度的盐酸中，d比b反应剧烈；将铜浸入a
的盐溶液里，无明显变化；如果把铜浸入 c的盐溶液里，有金属 c析出。
据此判断它们的金属活动性由强到弱的顺序为
A.a>c>d>b C.d>b>a>c √ B.d>a>b>c D.b>a>d>c
②内电路：阳离子移向 铜电极(正极) ，阴离子移向 锌电极(负极) 。
(4)原电池构成的条件：具有活动性 不同的两个电极，二者直接或间接地 连在一起，插入 电解质溶液或熔融电解质 中，且能自发地发生氧化还原 反应。下列图示装置能形成原电池的是 AD 。
归纳总结 原电池原理示意图
(1)原电池原理是将 氧化反应和还原反应分开 进行，还原剂在负 极上失去
－ － － 2FeO2 ＋ 5H O ＋ 6e ===Fe O ＋ 10OH 正极反应式是___________________________________ 。 4 2 2 3
解析
将总方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应，还原剂在负极
上发生氧化反应：3H2－6e－＋6OH－===6H2O；氧化剂在正极上发生还
解析
将总方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应，还原剂在负极
上发生氧化反应： 2Cu－4e－===2Cu2＋；氧化剂在正极上发生还原反应：
O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
解析
答案
－ － (2)某原电池总反应为2FeO 2 4 ＋3H2===Fe2O3＋4OH ＋H2O，在该原电池中：
3H2－6e－＋6OH－===6H2O ； 负极反应式是________________________
(2)电极名称和电极反应：
①锌电极为 负 极，发生 氧化 反应，电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋；
②铜电极为 正 极，发生 还原 反应，电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu；
③电池总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。
(3)电子流动方向和电流方向
①外电路：电子由 锌 电极经过导线流向铜电极，电流由 铜 电极流向锌电极；
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解析
答案
5.由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。
装置
现象
金属A不断溶解 形成二价金属离子
C极质量增加
A上有气 泡产生
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根据实验现象回答下列问题： (1)装置甲中负极的电极反应式是______________ A－2e－===A2＋ 。 解析 甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 ③原电池总反应的离子方程式是_____________________
答案
(2) 有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银，其处理方法：将 一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中， 放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银 不会损失。在此形成的原电池中： 2Al－6e－===2Al3＋ ； ①负极反应式是__________________ 3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－ ； ②正极反应式是________________________
归纳总结 原电池正极和负极的判断依据
判断依据
电极材料
正极
不活泼金属或非金属
负极
活泼金属
电子流向
电极反应
电子流入
还原反应
电子流出
氧化反应
电极常见现象
离子移向
电极增重或产生气体
阳离子移向
电极减轻
阴离子移向
例1 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
(3)若取出装置中的盐桥，电流表的指针是否还会发生偏转？ 不偏转 ，
原因是 取出盐桥，该装置不能构成闭合回路，不能形成原电池 。
归纳总结 原电池中盐桥的作用 (1)构成 闭合回路 ，形成原电池。 (2)避免 电极 与电解质溶液直接反应，有利于最大程度地将化学能转化 为电能。 (3)盐桥中的 阴、阳离子 定向迁移，使溶液保持电中性，反应持续进 行，能长时间稳定放电。
3.由原电池相关知识判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应( × ) (2)原电池中电流的方向是负极—导线—正极( × ) (3)双液原电池中的盐桥是为了连通电路，所以也可以用金属导线代替 ( × ) (4)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极( √ ) (5)铜、锌与硫酸组成的原电池中，锌为负极，质量减少，铜为正极，质 量不变( √ )
(2) 当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还
应注意电解质参与的反应。
(3) 若有一电极反应式较难书写，可先写较易写出的电极反应式，然
后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。
二、原电池原理的应用
1.比较金属活动性强弱 对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性 较强 ，正极金属的活动性 较弱 。 例如：a和b两种金属，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a为 负 极，b为 正 极，金属活动性a > b。 2.加快氧化还原反应的速率 构成原电池的反应速率比直接接触反应的速率快 。 例如：实验室制取氢气时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应速率 快 ；或向溶液 中滴入几滴硫酸铜溶液，产生氢气的速率加快 。
若X为铁，则Y可能是
√
A.锌
C.银
B.石墨
D.铜
解析 电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y电极流 向X电极，因此Y电极的金属活动性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。
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解析
答案
2.(2017· 福建四地六校高二月考)某原电池装置如图所示。
下列有关叙述中正确的是
√
A.电池工作中，盐桥中的Cl－向负极移动
3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑ ③总反应方程式是___________________________________________ 。
解析
答案
方法点拨
一般电极反应式的书写方法
(1)判断原电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂。
(2)结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。
3.设计化学电池
(1)理论上，任何自发的 氧化还原 反应都可以设计成原电池。