完整版步步高学案导学设计2014 2015高中化学人教版

电化学基础第四章原电池第一节了解2.1.理解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。

][目标要求会判断原电池的正、负极，能够利用氧化还原反半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。

3. 应设计简单的原电池。

一、原电池将化学能转变为电能的装置。

．1原电池定义：．将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。

即将化学能转化成电能。

2实质：3简单原电池的构成条件：．①活泼性不同的两个电极，②电解质溶液，③形成闭合回路，④能自发进行的氧化还原反应。

二、原电池的工作原理工作原理：利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。

以铜锌原电池为例：＋2进入溶液，Zn形成即Zn被氧化，锌原子失电子，1．在ZnSO溶液中，锌片逐渐溶解，4从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片；＋2从铜片上得电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上。

CuSO溶液中，Cu4＋－2；－2e===Zn锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－＋2 ===Cu。

＋2e铜为正极，发生还原反应，电极反应式为Cu＋＋22，反应是自发进行的。

＋总反应式为Zn＋CuCu===Zn 闭合回路的构成：2．外电路：电子从负极到正极，电流从正极到负极，溶液。

溶液，阳离子移向CuSO内电路：溶液中的阴离子移向ZnSO44盐桥3．盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。

当其存在时，随着反应的进行，Zn棒中的Zn＋＋＋222获得电子ZnCu过多，带正电荷。

原子失去电子成为ZnZnSO进入溶液中，使溶液中4＋－22过多，溶液带负电荷。

当溶液不能保持电中性时，将阻过少，SO沉积为Cu，溶液中Cu4－止放电作用的继续进行。

盐桥的存在就避免了这种情况的发生，其中Cl向ZnSO溶液迁移，4＋K向CuSO溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。

4知识点一原电池)(．下列装置中能构成原电池产生电流的是1．B答案解析A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电2，2H＋2e===H↑；池的构成条件，两电极发生的反应分别是Zn－2e===ZnC项中酒－＋－＋2精不是电解质，故不能构成原电池。

2．下列各装置能形成原电池的是()D答案解析判断一个装置能否构成原电池，要看是否符合原电池的构成条件：①电极材料(活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物)；②电解质溶液；③构成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。

A装置：由于两个电极是同种金属，不能形成原电池；B装置：酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；C装置：没有形成闭合回路，不能形成原电池；D装置：符合原电池构成的条件，能形成原电池。

知识点二原电池的原理3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()．两烧杯中铜片表面均无气泡产生A ．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极B 均增大C．两烧杯中溶液的pH ．产生气泡的速率甲比乙慢DC答案解析因乙杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，A、B皆错；因甲烧杯中Zn、Cu用导线连接后构成原电池，加快了Zn的溶解，故D错；又因两杯中的Zn都能与稀HSO42反应产生H而消耗H，故C正确。

＋24．把A、B、C、D四块金属泡在稀HSO中，用导线两两相连可以组成各种原电池。

42A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。

则四种金属的活动性顺序由大到小排列为() A．A>B>C>D B．A>C>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A答案 C解析金属组成原电池，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极。

负极被氧化，质量减轻，正极发生还原反应，有物质析出，由题意得活动性A>B、A>C、C>D、。

C，故正确答案为D>B．知识点三原电池的应用5．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，则有关此电池推断正确的是()A．通入乙烷的电极为正极B．参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度减少＋18H===2CO ＋6HO－14eD．负极反应式为CH3262答案 C－－＋2解析乙烷燃烧的化学方程式为2CH＋7O―→4CO＋6HO，在该反应中氧气得电子，22226乙烷失电子，因此通入氧气的电极为正极，而通入乙烷的电极为负极，故A答案错误；反应中参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比应为2∶7，故B答案错误；考虑到该电池是以KOH为电解质溶液的，生成的CO会和KOH反应转化成KCO，反应中消耗KOH，KOH的物322质的量浓度减少，故C答案正确；由于该电池是以KOH溶液为电解液的，D答案中负极生成的H显然在溶液中是不能存在的，故D答案错误。

考虑到电解质溶液的影响，此时该电＋池的总反应式应为2CH＋8KOH＋7O―→4KCO＋10HO，正极反应式为14HO＋7O＋223262222，但该粒子在水中不稳定，必须以OH(正极氧气得电子，理论上形成O28e===28OH－－－－2===4CO28e＋36OH－形式存在)，负极反应式可用总反应式减去正极反应式得到：2CH－－－326＋24HO。

26．已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl溶液、Fe(SO)溶3224液、硫酸。

按要求回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。

请说明原因________________________________________________________________________。

(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？________。

若能，请写出电极反应式，负极：____________________，正极：________________________。

(若不能，后两空不填)(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。

答案(1)二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀===2Fe＋2eCu－2e===Cu2Fe(2)能－＋＋－＋232(3)解析(1)当Cu、Al导线连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。

(2)因为FeCl能与Cu发生反应：2FeCl＋Cu===2FeCl＋CuCl，因此根据给出的条件可2233232Fe，正极为石墨，电极反应式为－2e===CuCu以设计成原电池，其负极为Cu，反应为＋－2。

＋2e===2Fe ＋＋－(3)因为总反应式为Fe＋HSO===FeSO＋H↑，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石2424墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图。

练基础落实)(．下列关于实验现象的描述不正确的是1．A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡CuSO溶液中，铜片质量增加B．用锌片作负极，铜片作正极，在4 C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加快C答案获得由铁片传递过来的电子：H铜片和铁片紧靠并浸入稀HSO中，铜片上的解析＋42，所以可观察到铜片表面出现气泡；锌片作负极，铜片作正极，发生反应↑2H＋2e===H－＋222发溶液中，Cu在铜片上析出使其质量增加；铜片插入===ZnFeCl＋Cu，生成的Zn＋Cu＋＋3223，并没有单质铁的析出；向盛有锌粒和盐酸的试管中＋生的反应是Cu＋2Fe2Fe===Cu＋＋＋22置与剩余的Zn接触，===Zn＋Cu，置换出的滴入几滴CuCl溶液，发生反应Zn＋CuCu＋＋2 ===H↑反应，可观察到气泡放出的速率加快。

于盐酸中，构成了原电池，加速2H＋2e－＋2＋＋－23I2Fe2I22Fe设计成如下图所示的原电池。

下列．控制适合的条件，将反应＋＋2)(判断不正确的是．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应A＋3 Fe被还原B．反应开始时，甲中石墨电极上的．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态C 固体，乙中的石墨电极为负极．电流计读数为零后，在甲中溶入FeClD2D答案323FeI2I2Fe2Fe解析发生还原反应，乙由反应可知，反应开始时，甲中＋＋＋－＋＋2I中FeCl固体，此时在甲中溶入发生氧化反应；当电流计读数为零时，则反应达到了平衡状态，－2ID 。

平衡向逆反应方向移动，乙中发生还原反应，则乙中石墨电极为正极；故选2 3.以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是()A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H 2B．两极上溶解和析出的物质的质量相等C．锌片溶解了31 g，铜片上析出了1 g H 2D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol答案 A解析在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等。

利2；正极：2H＋2e===Zn－2e===H↑。

当用这一特点，我们从电极反应式看：负极：Zn－－＋＋2溶解1 mol 锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气得到 2 mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A 正确。

练方法技巧4．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

关于该电池的叙述正确的是)(．该电池能够在高温下工作A＋－24H－24e===6CO↑＋．电池的负极反应式为BCHO＋6HO261226＋从正极区向负极区迁移C．放电过程中，H22.4 氧气，理论上能生成标准状况下COL 气体D．在电池反应中，每消耗1 mol26B答案由葡萄糖微生物燃料电池结构示意图可知，此燃料电池是以葡萄糖为燃料，以氧解析由于是微生物电池，以质子交换膜为隔膜，以惰性材料为电极的一种燃料电池。

气为氧化剂，错误；放电时，而微生物的生存温度有一定的范围，所以高温下微生物不一定能够生存，A24eO－O＋6HHO被微生物分解成CO、和电子，电极反应式：CH负极：CH－＋2266661212错误；负极产透过质子交换膜进入正极室，CB正确；负极产生的H===6CO↑＋24H，＋＋2和氧气发生反应生成水。

总反应方程式生的电子沿外电路从负极流向正极，在正极室与H＋氧气，理论上可以生1 mol6HO，由总反应方程式可知：每消耗HO＋6O===6CO＋为C2122662错误。

22.4 L，D成标准状况下CO气体2我国拥有的完全自主产权的氢氧燃料电池车已在北京奥运会期间为运动员提据报道，5．溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是KOH供了服务。

某种氢氧燃料电池的电解液为)(＋4e．正极反应式为O＋2HOA22的物质的量不变．工作一段时间后，电解液中－－===4OHKOHBOO===2H＋C．该燃料电池的总反应方程式为2H222 0.1 mol电子转移(标准状况)时，有D．用该电池电解CuCl溶液，产生2.24 L Cl22D答案正确；该燃料电池本题考查燃料电池的工作原理。