第十七单元 原电池 化学电源 (共59张PPT)

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2．利用反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋ 设计了 如图6－17－2所示的原电池。回答下列问题：
[答案 ] (1)Cu 氧化 (2)CuSO4[CuCl2、Cu(NO3)2等可溶性铜 盐也可]溶液 AgNO3溶液 [解析] 在反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋ 中，Cu作还原剂，即为原电池的负极材 料，失去电子，发生氧化反应；左右两 个烧杯中的电解质溶液依据其中的电极 材料选择，故X是CuSO4溶液或其他可溶 性铜盐溶液，Y是AgNO3溶液。
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2．[2016·福建模拟]一定量的稀盐酸与过 量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影 响生成H2的总量，可采取的措施是( ) A．加入少量稀NaOH溶液 B．加入少量CH3COONa固体 C．加入少量NH4HSO4固体 D．加入少量CuSO4溶液
[答案] D [解析] 由于是一定量的稀盐酸与过量 锌粉反应，产生H2的量由HCl决定。 加入NaOH溶液，消耗HCl，使c(H＋) 减小，n(H＋)减小，速率减慢且H2量 减少，故A错；加入CH3COONa， c(H＋)减小，速率减慢，故B错；加入 NH4HSO4，c(H＋)增大，n(H＋)增大， 速率加快，且H2量增多，故C错；加 入CuSO4，Zn可置换出Cu，形成原电 池加快反应速率，n(H＋)不变，生成 H2量不变，故D正确。
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2．原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的 性质有关，也与电解质溶液有关。下列由不同 材料组成的原电池，电极反应正确的是( ) A．由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，其负极 反应式为Fe－3e－=Fe3＋ B．由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池， 其负极反应式为Mg－2e－＋2OH－=Mg(OH)2 C．由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，其 正极反应式为Cu－2e－=Cu2＋ D．由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，其负极 反应式为Cu－2e－=Cu2＋
第十七单元 PART 06
原电池 化学电源
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考试说明
第十七单元 原电池
化学电源
1．了解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反 应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
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知识梳理
考点一 原电池原理及应用
1．原电池概念及本质 电能 的装置。其反应本质是________________ 氧化还原反应 。 化学能 转化为________ 原电池是把________ 2．原电池构成条件 氧化还原反应 发生(一般是活泼性强的金属与 (1)一看反应：看是否有能自发进行的__________________ 电解质溶液反应)。 活泼性 不同的两电极。 (2)二看两电极：一般是________ (3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。
2．[2016·湖北老河口一中期中] 在盛有稀硫酸的烧杯中放入用 导线连接的电极X、Y，外电路 中电子流向如图6－17－4所示， 关于该装置的下列说法正确的 是( ) A．外电路的电流方向为X→外电路→Y B．若两电极分别为铁和碳棒，则铁棒上进行的电 极反应式为2H＋＋2e－=H2↑ C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧 化反应 D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序是 X>Y
[答案] D [解析] 由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池， Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2 ＋，A错误；由Al、Mg与氢氧化钠溶液 组成的原电池，电池总反应为2Al＋ 2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑，Al 作负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－ =AlO＋2H2O，B错误；由Pb、Cu与氯 化铁溶液组成的原电池，正极为Cu，电 极反应式为Fe3＋＋e－=Fe2＋，C错误； 由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，Al遇 浓硝酸钝化，Cu作负极，电极反应式为 Cu－2e－=Cu2＋，D正确。
(1)该原电池的负极材料是________，发生 ________反应(填“氧化”或“还原”)。 (2)X是________，Y是________。
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题组训练
题组一 原电池工作原理
1．[2016·四川成都龙泉一中模拟] 如图6－17－3为某原电池的 结构示意图，下列说法正确 的是( ) A．原电池工作时，电子 从铜极流向锌极 B．原电池工作时，铜电极上 发生氧化反应 C．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋ D．原电池工作时的总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu， 该反应一定为放热反应
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4．原电池原理的四大应用 (1)比较金属的活动性强弱 负极 一般是活动性较强的金属，________ 正极 一般是活动性较弱的金属(或非金 原电池中，________ 属)。 [提醒] 原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，活泼电极不 一定作负极。 (2)加快化学反应速率 氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (3)用于金属的防护 正极 而受到保护。如要保护一个铁质的输水管道不 将需要保护的金属制品作原电池的________ 锌块 作原电池的负极。 锌块 相连，__________ 被腐蚀，可用导线将其与一块________ (4)设计原电池 ①将氧化还原反应分成两个半反应；
)
)
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[答案 ] (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)× [解析] (2)氢氧燃料电池中，两电极都为Pt电极。 (3)燃料电池中负极Pt电极不参与反应，而是燃料参加反应。 (6)原电池的电解质溶液中，阴离子向负极移动。 (7)原电池外电路中电流方向为正极→负极。
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3．[2015·天津卷]锌铜 原电池装置如图6－17 －5所示，其中阳离子 交换膜只允许阳离 子和水分子通过， 下列有关叙述正确 的是( ) A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动， 保持溶液中电荷平衡
[答案] D [解析] 锌为负极，铜为正 极，电子从负极经外电路 流向正极，故A错误；铜 为正极，发生还原反应， 故B错误；铜为正极，发 生还原反应，电极方程式 为Cu2＋＋2e－===Cu， 故C错误；原电池工作时 的总反应为Zn＋Cu2＋ ===Zn2＋＋Cu，该反应 为放热反应，故D正确。
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[答案] C [解析] 该装置为原电池，铜电极为正 极，发生还原反应，A项错误；SO42不参与电极反应，且不能通过阳离子 交换膜，电池工作一段时间，甲池中 c(SO42-)不变，B项错误；乙池中电极 反应为Cu2＋＋2e－===Cu，乙池中阳 离子浓度减小，甲池中Zn2＋通过阳离 子交换膜进入乙池，则乙池中析出Cu， 进入Zn2＋，溶液质量增加，C项正确； 该装置中只有阳离子交换膜，甲池中 阳离子可以通过交换膜进入乙池中， 但阴离子不能通过交换膜，D项错误。
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方法技巧 原电池正负极的判断
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题组三 原电池原理的应用
1．[2016·河，X是负极； 把Y放在Z的硝酸盐溶液中，Y表面有Z析出。 其活泼顺序是( ) A．X＞Y＞Z B．Z＞Y＞X C．X＞Z＞Y D．Y＞X＞Z
[答案] A [解析] 原电池中较活泼的金属作负极， X、Y组成原电池，X是负极，则金属 活泼性是X大于Y；活泼的金属能置换 出不活泼的金属，所以把Y放在Z的硝 酸盐溶液中，Y表面有Z析出，说明金 属活泼性是Y大于Z，所以X、Y、Z三 种金属的活泼性是X＞Y＞Z，所以A正 确。
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题组二 原电池正负极的判断
1．分析如图6－17－6所示的四个原电池装置，其中结论正确的是 ( )
图6－17－6 A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
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3．工作原理(以铜－锌原电池为例)
简单原电池Ⅰ 带盐桥的原电池Ⅱ
装置图
电极名称 电极反应
负极 锌片：________ －=Zn2＋ Zn － 2e _____________________________
正极 铜片：________ 2＋＋2e－=Cu Cu ____________________
AgNO3
CuSO4
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对点自测 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极( ) (2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( ) (3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( (4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( ) (5)理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池( ) (6)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动( (7)原电池放电时，电流方向为电池的负极→正极( )
[答案] D [解析] 该装置是原电池，外电路中电 子从X电极流向Y电极，电流的流向与 此相反，即Y→外电路→X，A项错误； 若两电极分别为铁和碳棒，则铁棒是 负极，发生氧化反应：Fe－2e－=Fe2 ＋，B项错误；X是负极，负极上发生 氧化反应；Y是正极，正极上发生还原 反应，C项错误；原电池中较活泼的金 属作负极，较不活泼的金属或导电的 非金属作正极，该原电池中X是负极， Y是正极，所以若两极都是金属，则它 们的活动性顺序为X>Y，D项正确。
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[答案] B [解析] ②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe 在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3 反应失去电子作负极，A错，C错。②中电池总反应为2Al＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO2-＋ 4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确。④中Cu是正 极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。