四川省岳池县第一中学高中化学 第二章 化学反应与能量

原电池原理的应用
学习目标
1、掌握原电池原理的应用，了解生活中常用的化学电源和新型化学电池。

2、通过设置情景，对几种常见电池的电极反应进行探究，培养学生的自主学习能力。

3、感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、
正确的能源观。

重点：原电池原理的应用。

难点：原电池的设计。

课前预习
使用方法和学法指导
1、依据预习案通读教材，进行知识梳理，了解生活中常用的化学电源和新型化学电池。

会
书写几种常见电池的电极反应，感受电解质在电极反应中的作用。

2、认真完成预习自测，将预习中不能解决的问题标记出来，并填写到后面“课后反思”处。

3、利用15分钟高效完成。

知识准备
1、原电池的工作原理。

2、原电池电极反应式的书写。

3、金属活动顺序表。

教材助读
原电池原理的应用
1、加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

2、比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

3、用于金属的防护
使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。

例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。

预习自测
1、某原电池装置如图所示。

下列有关叙述中，正确的是( )
A、Fe作正极，发生氧化反应
B、负极反应：2H＋＋2e－===H2↑
C、工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
D、工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大
2、用铜片、银片、Cu(NO3)2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。

以下有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag ③实验过程
中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同(提示：盐桥中K＋、NO－3可自由移动)
A、①②
B、②③
C、②④
D、③④
课后反思
请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。

课内探究
学始于疑
我们学习了原电池原理有什么用呢？
质疑探究
探究点原电池原理的应用
例1 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 a、b相连时，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上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为( )
A、a > c > d > b
B、a > b > c > d
C、c > a > b > d
D、b > d > c > a
思考1：如何根据电子流动的方向、电流的方向及离子迁移的方向判断原电池的正、负极？思考2：如何根据电极反应现象确定原电池的正、负极？
例2 将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是（）
思考1：a中加入少量CuSO4后，发生哪些反应，这对产生H2的量有何影响？
思考2：反应生成的Cu对Zn与H+的反应有何影响？
例3 铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路腐蚀剂和外伤止血剂等。

（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。

（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

负极反应：；
正极反应：。

思考：如何根据两极反应确定两极材料及电解质溶液？
归纳总结
知识网络图
加快氧化还原反应速率
比较金属活动性强弱
原电池原理的应用
金属的防护
当堂检测
1、查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理
论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际上乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。

下列说法中正确的是( )
A、电池内部H＋由正极向负极移动
B、另一极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C、乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极
D、电池总反应式为2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O
2、上海人张霞昌在芬兰发明了“纸电池”这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池，在
使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液，电池总反应式为：Zn + 2MnO2 + H2O═ZnO + 2MnO(OH)。

下列说法正确的是（）
A、该电池的正极材料为锌
B、该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应
C、电池的正极反应式为 MnO2 + H2O + e-═MnO(OH) + OH-
D、当有0.1 mol 锌溶解时，流经电解液的电子数为 1.204×1023
3、根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示，其
中盐桥内装琼脂­饱和KNO3溶液。

请回答下列问题：
(1)电极X的材料是__________；电解质溶液Y是________________________________。

(2)银电极为电池的______极，写出两电极的电极反应式：
银电极：__________________________________________________________________；
X电极：__________________________________________________________________。

(3)外电路中的电子是从______电极流向________电极。

(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是__________(填序号)。

A．K＋B．NO－3C．Ag＋D．SO2－4
(5)其中CuSO4溶液能否被H2SO4(稀)溶液代替________。

Ag电极能否被石墨代替。

课后反思
课后训练
1、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，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有
关杠杆的偏向判断正确的是( )
A、杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低
B、杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高
C、当杠杆为导体时，A端低B端高；杠杆为绝缘体时，A端高B端低
D、当杠杆为导体时，A端高B端低；杠杆为绝缘体时，A端低B端高
2、某学生欲完成Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋反应，设计了下列四个实验，可行的是( )
3、一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。

该
电池正极发生的反应是( )
A、CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－
B、O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C、CH3OH(g)＋H2O(l)===CO2(g)＋6H＋(aq)＋6e－
D、O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－(aq)
4、某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。

下列有关该电池的叙述不正确的是( )
A、正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B、工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量不变
C、该燃料电池的总反应方程式：2H2＋O2===2H2O
D、用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
5、(1)将Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4溶液中组成原电池，写出电极名称及电极
反应式：
Al片( )_______________________________________________________________，Cu片( )_______________________________________________________________。

(2)若将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？________(填“能”
或“不能”)，若能组成原电池，写出电极名称及电极反应式：
Al片( )________________________________________________________________，Cu片( )_________________________________________________________________。