2013年高中化学 第四章 第一节原电池精品课件 新人教版选修4

对于稀硫酸来说，镁是比铝更活泼的金属；
但对于氢氧化钠溶液来说，铝是比镁更活泼 的金属，所以 A 池中镁是负极， B 池中铝是 负极，B对；
A池中电极反应为Mg－2e－===Mg2＋，A 对；B池中电子流向为Al―→Mg，C项错。
A池中正极2H＋＋2e－===H2↑，随着反应进
行，c(H＋)减少，pH增大，D对。
3.如图所示装置，下列说法正确的是(
)
A．Cu为正极，Cu片上发生还原反应 B．Cu为正极，Cu片上发生氧化反应
C．Cu为负极，Cu片上发生还原反应
D．Cu为负极，Cu片上发生氧化反应
解析：选 A。原电池的总反应为： Zn＋ 2H ＋
===Zn2 ＋ ＋ H2↑，所以铜作正极，铜片上发 生还原反应。
流动方向是负极流向正极，电流方向与电子
流动方向相反，溶液中的 H ＋ 在正极上得电 子生成H2，因此可依次作出如下判断：活动 性a＞b，c＞d，a＞c，d＞b,综合得到结论： 金属活动性顺序为a＞c＞d＞b，所以B项正
确。
题型探究权威预测
原电池的工作原理及构成条件
高考广东卷改编题)铜锌原电池 例1 (2010· (如图)工作时，下列叙述正确的是( )
原电池原理的应用
探究导引 2 为什么锌与稀硫酸反应时，加入少
量CuSO4，会使反应速率加快？
提示：锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4，
Cu2 ＋ 被锌置换出来，生成的单质 Cu 附着在锌
的表面，此时会发生原电池反应，锌为负极， 使反应速率加快。
要点归纳
1．加快氧化还原反应的速率 在金属与酸溶液的置换反应中，通过形成原电 池而使反应速率加快。
(3)确定电解质溶液 一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本
例中可用FeCl3溶液作电解质溶液。
(4)构成闭合回路。
4．寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源
5．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。
特别提醒 设计原电池时，若氧化还原方程式无明确的
2．比较金属活动性的强弱
例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入 到稀H2SO4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．设计化学电池 例如：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为依 据，设计一个原电池。
(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应 两个半反应，分别作原电池的负极和正极电
电池，有的两电极材料都不参与化学反应，
如氢氧燃料电池。
即时应用 1．有如图所示的两个原电池装置，下列说
法不正确的是(
)
A．A池中负极的电极反应为Mg－2e－ ===Mg2＋
B．Mg在A池中为负极，在B池中为正极
C．B池中电子的流向：Mg→Al
D．原电池工作一段时间后，A池溶液的pH
会增大
解析：选 C 。判断原电池正负极，除考虑活 泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。
电极质量变化
气体产生
pH变化
特别提醒 (1)原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，
还与电解质溶液的性质有关。如镁
铝电极
在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正 极，但若以氢氧化钠溶液为电解质溶液，则 铝为负极，镁为正极。
(2)原电池中并非只有负极电极材料参与化学 反应。有的两极都参与化学反应，如可充电
3.原电池形成的条件 活泼性不同 的电极； (1)两个_____________ 电解质 (2)______________ 溶液；
闭合 (3)形成________ 回路。 氧化还原 反应。 (4)能自发地发生___________
二、原电池的设计 1．依据
理论上，能自发进行的________________ 氧化还原反应 均
第四章
电化学基础
第四章
电化学基础
第一节
原电池
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1.原电池的工作原理。 2．能表示电极反应式和电池反应方程式。 3．能设计原电池装置。
新知初探自学导引
自主学习
一、原电池原理
1．原电池的概念和实质 化学能 转化为_______ (1)概念：将________ 电能 的装置。 氧化还原 (2)实质：利用能自发进行的_____________ 反 应把化学能转化为电能。
(3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表 可直接判断原电池正负极”，这种作法
________(填“可靠”或“不可靠”)，如不可靠,
请你提出另一种判断原电池正负极的可行的 方案 ______________________________________ __________________________________(若你
请完成下列问题：
(1)甲池中正极上的实验现象是 ______________________________________
__________________________________。
(2)乙池中总反应的离子方程式为 ______________________________________ __________________________________。
E构成的原电池N作负极，活泼性N＞E。 【答案】 A
热点示例思维拓展
原电池正负极活泼性的实验探究 原电池的电极类型不仅跟电极的金属活动性
有关，还与电解质溶液的性质有关。电解质
溶液的性质也直接关系到电极产物的存在形 式。
[经典案例]
甲、乙两位同学均想利用原电
池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物
的有关性质，分别设计了如图所示的原电池,
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
B．Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
解析：选A。自发氧化还原反应理论上都可 以设计成相应的原电池。但是A的反应为非
氧化还原反应，所以不能设计成原电池。
【答案】
B
【易误警示】
(1)注意电子与电流的方向：
原电池中电子流向由负极到正极，外电路电
流流向与之相反。
(2)原电池中，电池可能与电解质溶液反应， 也可能与电解质溶液不反应。
原电池原理的应用
例2 M、N、P、E四种金属，①M＋N2＋
===N＋M2＋ ②M、P用导线连接放入硫酸
氢钠溶液中，M表面有大量气泡
③N、E用导线连接放入E的硫酸溶液中，电 极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。
四种金属的还原性由强到弱顺序是(
A．PMNE C．PNME B．ENMP D．EPMN
)
【解析】
由①知，活泼性M＞N，M、P用
导线连接放入硫酸氢钠溶液中， M表面产生
气泡，构成原电池正极，活泼性P＞M；N、
－
【答案】
(1)产生气泡
(2)2Al＋ 2OH－ ＋ 2H2 O===2AlO－ 2 ＋ 3H2↑ (3)不可靠 将两种金属电极连上电流表插入
极反应式。
负极：Cu－2e－===Cu2＋ 正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (2)确定电极材料
若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该 金属直接作负极；若为气体(如H2)或溶液中
的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)
作负极。 发生还原反应的电极材料必须比负极材料活 泼性差。 本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正 极。
a为负极。c、d相连时，电流由d到c。a、c 相连时，c极上产生大量气泡。b、d相连时,b 极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性 顺序由强到弱的为( )
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d
D．b＞d＞c＞a
解析：选 B 。根据原电池原理，作为负极的 金属的活动性比正极金属的活动性强。电子
要点突破讲练互动
原电池正、负极的判断 方法
探究导引1如何根据给定方程式判断构成原电
池的正负极？
提示：原电池正、负极的判断基础是自发进 行的氧化还原反应，如果给出一个方程式判
断正、负极，可以直接根据化合价的升降来
判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还
原反应的一极为正极。
要点归纳
1．原电池的判定 先分析有无外接电源，无外接电源的可能为 原电池；然后依据原电池的形成条件分析判
负极
正极
自主体验
1．下列装置中，电流表指针能发生偏转的 是( )
解析：选D。A项中锌电极和乙烧杯中的电 解质溶液不能发生氧化还原反应，不能构成
原电池，A项错误；B项中冰醋酸不导电，
不构成原电池，B项错误；C项中装置符合
构成原电池的条件，但两极直接接触，相当
于短路，因此电路中无电流，C项错误。
2．下列反应不可用于设计成原电池的是 ( )
电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强
其导电性，通常加入强碱或一般的强酸，如 燃料电池，水中一般要加入KOH或H2SO4； 若给出的是离子方程式，则电解质溶液是含 氧化性离子的酸或可溶性盐，此时电解质不 惟一。
即时应用 2．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,
用导线两两相连组成原电池。若aห้องสมุดไป่ตู้b相连时,
断，主要是“四看”：一看电极——两极为导
体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为 惰性电极)。
二看溶液——两极插入电解质溶液中。三看 回路——形成闭合回路或两极直接接触。四
看本质——有无自发的氧化还原反应发生。
2．原电池正、负极的判断方法
电极材料 电子流向 电流流向 离子移动方向 反应类型 负极 较活泼的金属 电子流出的一极 电流流入的一极 阴离子移向的一极 发生氧化反应的一 极 电极质量减轻的一 极 正极 较不活泼或非金属 电子流入的一极 电流流出的一极 阳离子移向的一极 发生还原反应的一 极 电极质量增加的一 极 产生气体的一极(通 常为H2) pH增大的一极(析氢 或吸氧的电极中)