化学人教选修4同步检测：41原电池 含解析

第一节原电池

记一记

1.原电池构成“三条件”：

(1)正、负两个电极。

(2)电解质溶液。

(3)形成闭合回路。

2．原电池正、负极判断“四方法”：

(1)负极：①活泼性较强的金属；②电子流出的一极；③发生氧化反应的一极；④阴离子移向的一极。

(2)正极：①活泼性较弱的金属或导电的非金属(碳棒)；②电子流入的一极；③发生还原反应的一极；④阳离子移向的一极。

探一探

分析如下图所示组成的双液原电池，试探究下列问题：

1．该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO2－4浓度如何变化？

[提示]该原电池负极是锌，正极是铜，电子由Zn极流向Cu极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO2－4浓度不变。

2．若将Zn棒和Cu棒同时浸入CuSO4溶液中，电流计偏转幅度如何变化？

[提示]若将Zn棒和Cu棒同时浸入CuSO4溶液，效率不高，电流计的指针偏转幅度变小，且电流在短时间内衰竭。

3．写出锌铜原电池中正、负极材料上发生的电极反应式。

[提示]

正极：Cu2＋＋2e－===Cu；

负极：Zn－2e－＝Zn2＋。

4．原电池中盐桥的作用是什么？盐桥中离子移向何极？

[提示]盐桥的作用是①形成闭合回路；②保持电解质溶液中电荷守恒，使电极反应能持续发生。盐桥中的Cl－移向负极，K＋移向正极。

判一判

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)原电池是将化学能转化为电能的装置。(√)

(2)CaO＋H2O===Ca(OH)2是放热反应，可设计成原电池。(×)

(3)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。(×)

(4)原电池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动。(×)

(5)原电池中电子从负极出发沿导线移向正极，然后通过电镀妥质溶液到达负极。(×)

(6)原电池中电子流向与电流方向相反。(√)

(7)原电池两个电极一定是导电的金属。(×)

(8)原电池可以加快某些化学反应速率。(√)

(9)设计原电池，可以保护金属，减小金属的腐蚀速率。(√)

(10)将又液原电池中的盐桥换为导线，导线上一定没有电流通过。(×)

练一练

1.[2019·腾冲八中高二月考]下列装置中，能构成原电池的是()

答案：D

2．[2019·攀枝花高二检测]如图所示是Zn和Cu组成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上描述合理的是()

①Cu为负极，Zn为正极

②Cu极上有气泡产生，发生还原反应

③SO2－4向Cu极移动

④若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体

⑤正极反应式：Cu＋2e－===Cu2＋，发生氧化反应

⑥电子的流向：Cu→Zn

A．①②③B．②④⑥C．③④⑤D．②④

答案：D

3．[2019·朝阳区高二调研]有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：

实验

装置

部分

实验

现象

a极质量减小；b极

质量增加

b极有气体产生；c

极无变化

d极溶解；c极有气

体产生

电流从a极流向d

极

A．a>b>c>d B．b>c>d>a

C．d>a>b>c D．a>b>d>c

答案：C

4．设计原电池Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，在方框中面出能形成稳定电流的半电池形式的装置图(标出电极材料、电解质溶液)

负极：________，电极反应：

________________________________________________________________________；

正极：________，电极反应：

________________________________________________________________________。

答案：

Zn Zn－2e－===Zn2＋Pt2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

知识点一原电池的工作原理

1.(2019·辽宁部分重点高中高二联考)下列关于铜锌原电池(如图所示)的说法正确的是()

A．Zn是负极，发生还原反应

B．Cu是负极，发生氧化反应

C．铜片上有气体逸出

D．电子由铜片通过导线流向锌片

解析：该装置是原电池，Zn失电子发生氧化反应，作负极，A错误；Cu作正极，正极上发生还原反应，B错误；Cu作正极，H＋在正极得电子发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，C 正确；负极上发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，该装置中Zn作负极、Cu作正极，所以电子从锌片沿导线流向铜片，D错误。

答案：C

2．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是()

A．电池工作时，盐桥中的Cl－向负极移动

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

解析：根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl－向负极移动，故A正确；铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H＋，c(H＋)减小，pH增大，故C错误；电池总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，铁作负极，发生氧化反应，故D错误。