(人教版)化学高中选修4(全册)精品同步学案汇总

（人教版）化学高中选修4（全册）精品同

步学案汇总

第一节原电池

【今日目标】

1.通过实验体验由化学能转为电能的探究。

2．掌握原电池的工作原理。

3．能正确书写电极反应和电池反应方程式。

【学习过程】

一、原电池

1.原理(以铜、锌原电池为例)

原电池是利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。

装置举例

2.电极反应

锌片负极，发生氧化反应电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋

铜片正极，发生还原反应电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu

总电极反应式为：Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋

3．构成条件

条件两个活泼性不同的电极，较活泼的做负极。

电解质溶液

形成闭合回路

能自发地发生氧化还原反应

4．原电池的设计

（1）.用还原性较强的物质作负极，向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作正极，从外电路得到电子。

（2）．将两极浸在电解质溶液中，通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。

（3）．放电时负极上的电子通过导线流向正极，再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路。

【思考】

1. (1)原电池的两电极必须是金属吗？

【提示】不一定，如可用石墨做电极。

(2)Cu与稀H2SO4能否设计成原电池？

【提示】不能。Cu与稀H2SO4不能自发发生氧化还原反应。

2．在内电路中，阴、阳离子分别向哪个极板移动？

【提示】阴离子→负极，阳离子→正极。

3.①原电池中，电子流出的极是正极还是负极？

【提示】负极。

②若某电极在反应过程中增重，是原电池的正极还是负极？

【提示】正极。

【总结】

1．由组成原电池的两极材料判断

较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。

2．根据电流方向或电子流向判断

外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。

3．根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断

在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

4．根据原电池中两极发生的反应判断

原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断。

5．根据电极质量的变化判断

原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。

6．根据电极上有气泡产生判断

原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。

7．根据某电极(X)附近pH的变化判断

生成H2或吸收O2电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较弱。

例1、某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下。

(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同？

(2)写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。

(3)实验4中Al作正极还是作负极？为什么？写出Al电极的电极反应式。

(4)解释实验5中电流计指针偏向Al的原因。

(5)根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响？

【解析】一般情况下，较活泼的金属作原电池的负极，根据实验1、2的结果，自然得出1中Al作正极，2中Al作负极。在NaOH溶液中，Al比Mg活泼，作负极。在浓硝酸中由于Al发生钝化，Zn作负极。

【答案】(1)不同；

(2)Al为负极：Al－3e－===Al3＋，石墨为正极：2H＋＋2e－===H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；

(3)Al作负极，因为Al能与NaOH溶液反应而Mg不能与NaOH溶液反应，Al＋4OH－－3e－===AlO2－＋2H2O；

(4)实验5中由于Al在浓硝酸中发生钝化，所以Zn为负极；

(5)与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关。

例2．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】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。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。

【答案】 C

二、原电池原理的应用

【问题导思】

①若纯锌与粗锌(含Fe、C等)分别与同浓度的稀H2SO4反应制取H2，哪种方法产生H2的

速率快？

【提示】粗锌。

②将金属a、b用导线相连插入稀H2SO4中，发现b上产生气泡，则a与b相比较，谁更

活泼？

【提示】 a

【总结】原电池原理的应用

1．加快氧化还原反应的速率

例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。

2．比较金属活动性强弱

例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，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．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。4．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，分别作原电池负极和正极电极反应式。

负极：Cu－2e－===Cu2＋

正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋