高中化学第四章电化学基础第一节原电池导学案新人教选修

原电池

[考纲解读] 1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化

学电源的种类及其工作原理。

考点一原电池

1．概念

把________能转化为________能的装置。

2．工作原理

以锌铜原电池为例

电极名称负极正极

电极材料

电极反应

反应类型

电子流向由Zn沿导线流向Cu

盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K+移向正极，Cl-移向负极

3．原电池构成条件

(1)两个______________的电极。

(2)将电极插入________________中。

(3)用导线连接电极构成__________。

(4)能自发进行的____________。4．正、负极判断

1．有关电化学知识的描述正确的是( )

A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能

B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液

C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成

D．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

2．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )

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↑

(1)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的

闭合回路。

(2)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

(3)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。

(4)原电池电极的“正”极与“负”极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

原电池电极反应式的书写程序

1．“加减法”书写电极反应式

(1)先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。

(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解

质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH－，若电解质溶液为酸性，则H＋必须

写入正极反应式中，O2生成水。

(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出

较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。

【例1】Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。

请回答下列问题：

(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为___________________________。

(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________________。【例2】铝­空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。

电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3

负极：______________________________________________________________________ 正极：______________________________________________________________________

盐桥原电池的专题突破

1．盐桥的组成和作用

(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。

(2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。2．单池原电池和盐桥原电池的对比

图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。

负极：Zn－2e－===Zn2＋

正极：Cu2＋＋2e－===Cu

总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋

不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。

关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。

【例3】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

【例4】已知反应AsO3－4＋2I－＋2H＋AsO3－3＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：

Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸

Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液

结果发现电流表指针均发生偏转。

试回答下列问题：

(1)两次操作中指针为什么发生偏转？

(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。

(3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反应为_______________________________________；

(4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反应为________________________________________。

(5)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K+移向烧杯溶液(填“A”或“B”)。