原电池和盐桥原电池

一、原电池

【思考】判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()

(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()

(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()

(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()

【例1】选用下列试剂和电极：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成如图所示的原电池装置(只有两个电极)，观察到电流计Ⓖ的指针均明显偏转，则其可能的组合共有()

A．6种B．5种C．4种D．3种

【变式1-1】下列装置中能构成原电池产生电流的是

()

【变式1-2】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↑

【变式1-3】原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( ) A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式：Al－3e－===Al3＋

B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式：Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O

C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－==Cu2＋

D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－==Cu2＋

【释疑】1、盐桥的组成和作用：(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

(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。

【例题2】依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。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，发生的电极反应为_________；X电极上发生的电极反应为_______________；

（3）外电路中的电子是从_________电极流向_________电极。

（4）此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过移动来导电的。电池工作时，K+移向，Cl—移向.盐桥的作用___________________,

（5）一段时间后，经测得铜片溶解6.4g，试分析电子转移总数为；进入（填左或右）侧溶液Cl- 数为。

【变式2-1】下图装置中能够组成原电池的是___________。

【变式2-2】（2010全国新课标）根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是

A．2Ag(s)+Cd2+(aq)==2Ag+(aq)+Cd(s)

B．Co2+(aq)+Cd(s)==Co(s)+Cd2+(aq)

C．2Ag+(aq)+Cd(s)==2Ag(s)+Cd2+(aq)

D. 2Ag+(aq)+Co(s)==2Ag(s)+Co2+(aq)

【变式2-3】(2016·福建福州三中月考)如图甲和乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是()

A．甲图电池反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)反应能够发生

C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性

D．乙图中当有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出

【变式2-4】(2016·北京石景山区模拟)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()

A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极

B．电极Ⅱ的电极反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu

C．该原电池的总反应为：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋

D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子

【变式2-5】请将氧化还原反应：2Fe3++2I- ==2Fe2++I2设计成带盐桥原电池。试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其它用品任选。请回答下列问题。1）请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料，电极名称及电解质溶液。

2）发生还原反应的电极为电池的_______极，其电极反应式为_______________ 。

3）反应达到平衡时，外电路导线中________（填“有”或“无”）电流通过。

4）平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为__（填“正”“负”）极。

5）请设计简单实验，证明溶液中同时存在Fe3+、Fe2+______________________。

【变式2-6】控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2设计成如右图所示的原电池．下列判断不正确的是（）

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原

C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极

【变式2-7】将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()

C．片刻后甲池中c(SO2－4)增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色

【对点训练1】1.根据右图，下列判断中正确的是()

A.烧杯a中的溶液pH降低

B.烧杯b中发生氧化反应

C.烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2

D.烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2

【对点训练2】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(实验过程中，不考虑两球的浮力变化) ()

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

D.当杠杆为导体时，A端高B端低

【对点训练3】

【对点训练4】已知在酸性条件下发生的反应为AsO3－4＋2I－＋2H＋===AsO3－3＋I2＋H2O，在碱性条件下发生的反应为AsO3－3＋I2＋2OH－===AsO3－4＋H2O＋2I－。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？