高中化学选修4课件：第四章 电化学基础

3.设计原电池 例证：依据反应Zn＋FeSO4====ZnSO4＋Fe设计成原电池。 (1)设计原电池的思路。 ①根据氧化还原反应方程式写出电极反应式； ②确定两电极材料； ③确定电解质溶液； ④构成闭合回路。
(2)具体分析。
【特别提醒】(1)画原电池装置图的三点提醒： ①指明原电池的正负极材料及电解质溶液。 ②烧杯中用虚线代表电解质溶液，液面用实线。 ③用导线将两个电极连接以构成闭合回路。 (2)若给出的是离子反应Zn＋Fe2+====Zn2+＋Fe，则该电池 的电解质可能是FeSO4、FeCl2或Fe(NO3)2。
【典例1】(2012·许昌高二检测)关 于如图所示的原电池，下列说法正 确的是( ) A.电子从锌电极通过导线流向铜电极 B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移 C.锌电极发生还原反应 D.铜电极上发生的电极反应为2H＋＋2e－====H2↑
【思路点拨】解答该题要注意以下三点： (1)较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极。 (2)负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)电子移动方向：负极→正极；离子移动方向：阳离子→正极， 阴离子→负极。
①电极材料X是_____(填序号，下同)
a.铁 b.铜 c.石墨
②电解质Y是_____。
a.FeSO4 b.CuSO4
c.CuCl2
【思路点拨】解答该题要注意以下三点： (1)负极发生还原反应，电极材料应为铁； (2)正极应是Cu2+被还原，电解质溶液应含Cu2+； (3)正极材料应是比铁稳定的导体材料。
3.锌铜原电池中锌作负极，发生还原反应。( ×) 分析:负极发生氧化反应。 4.锌铜原电池中氢离子向正极移动。( √) 分析:原合回路。(× ) 分析:盐桥的作用有两个，其一是构成闭合回路，其二是平衡电 荷。
一、原电池的工作原理和正负极的判断 1.原电池的工作原理
(1)反应类型。 负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (2)电子的移动方向。 电子从负极流出，经导线流向正极。 (3)离子的移动方向。 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
2.原电池正负极的判断
【拓展延伸】电化学中常用的氧化还原反应的知识 (1)氧化还原反应中各概念间的关系。
(2)金属的还原性及其离子的氧化性。
【解析】结合氧化还原反应的知识可知Fe－2e－====Fe2＋是 负极反应，故Fe作负极，即为B；Cu2＋＋2e－====Cu是正极 反应，故A应是铜，现象是看到有红色物质析出。不含盐桥的原 电池中正极材料是比负极金属活泼性差的金属或导电的非金属 即可，故此时正极是铜或石墨，但负极只能是铁，电解质溶液 是含不活泼金属离子的盐溶液，可为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜。 答案:(1)①铜(或碳棒) 铁 ②有红色物质析出 (2)①b、c ②b、c
【典例2】已知某原电池的电极反应是Fe－2e－====Fe2＋， Cu2＋＋2e－====Cu，据此设计该原电池，并回答问题。
(1)若原电池装置为上图左图：
①电极材料A是_______，B是______(写名称)。
②A电极观察到的现象是__________________。
(2)若原电池装置为上图右图：
3.构成条件——“两极一液一连线” (1)_两__个__活__泼__性__不__同__的__金__属__或__金__属__与__非__金__属__作电极。 (2)插入_电__解__质__溶__液__。 (3)构成_闭__合__回__路__。
二、原电池的设计
负 正
正 负
1.将化学能转化为电能是原电池的功能。(√) 分析:原电池就是利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的 装置。 2.(2012·海南高考)锌与稀硫酸反应，要加大反应速率可滴加 少量硫酸铜。(√) 分析:锌与CuSO4反应置换出铜，这样Zn-Cu-稀硫酸构成原电 池，加快化学反应速率。
Zn电极
Cu电极
_负__极__
_正__极__
_失__电__子__
_得__电__子__
_流__出__
_流__入__
_氧__化__反__应__
_还__原__反__应__
_Z_n_-_2_e_-_=_=_=_=_Z_n_2+_
_C_u_2_++_2_e_-_=_=_=_=_C_u_
_Z_n_+_C_u_2+_=_=_=_=_Z_n_2_++_C_u_
二、原电池原理的应用 1.比较金属的活泼性强弱 例证：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。根据电极反应现象判断出a是负 极，b是正极，因此，金属活动性a>b。 2.加快化学反应速率 例证：实验室利用锌和稀硫酸制取氢气时，通常向稀硫酸中滴 入几滴硫酸铜溶液。 原理：锌与置换出的铜及稀硫酸构成原电池，使产生氢气的速 率加快。
【特别提醒】原电池的电极材料“两注意” (1)注意电解质溶液对电极类型的影响。 一般的，较活泼金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属 作正极，但若是较不活泼的金属发生的氧化还原反应设计的原 电池，则是较不活泼的金属作负极。例如：镁-铝电极在稀硫酸 中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但若以氢氧化钠为电解 质溶液，则铝为负极，镁为正极。 (2)注意电极材料是否参与反应。 负极材料不一定参与反应，如燃料电池；负极和正极材料都参 与反应，如铅蓄电池。
2.工作原理(以铜锌原电池为例)
(1)实验现象。 ①有盐桥存在时：电流表指针_偏__移__，锌片_逐__渐__溶__解__，铜片上 有_红__色__物__质__沉__积__。 ②取出盐桥时：电流表指针_回__到__零__点__。
(2)实验分析。
电极 电极名称 得失电子 电子流向 反应类型 电极反应式 总反应式
高中化学选修4课件
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
1.了解原电池的工作原理。 2.能正确书写电极反应式和电池反应方程式。 3.能设计简单的原电池。
一、原电池 (1)原电池是怎样工作的？ (2)构成原电池的必要条件是什么？ 1.概念 利用氧化还原反应原理将_化__学__能转化为_电__能的装置。
【解析】选A。该原电池中，较活泼的金属——锌作负极，发 生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负 极——锌流出，经导线流向铜电极，负极、正极反应分别为负 极：Zn－2e-====Zn2+，正极：Cu2+＋2e-====Cu；盐桥 中的阴离子向负极区域硫酸锌溶液中迁移，故A正确，B、C、 D错误。