四川省成都市经开实验中学高二化学 4.1.1 原电池课件

第四章第四章 电化学基础电化学基础第第1节节 原电池原电池 一、原电池原理1.原电池概念：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。2.原电池工作原理（以锌铜原电池为例）装置示意图现象锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转电极Zn电极 Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn2e=Zn2+Cu2+2e=CuB总反应式Zn+Cu2+=Zn2+Cu【问题探究】 盐桥在原电池中有何作用？答案：利用溶液中离子的移动，使两个半电池中的溶液形成闭合回路。二、设计原电池1.原电池形成的条件（1）由两种活泼性不同的金属或由金属和非金属作电极，一般较活泼金属作负极，较不活泼金或非金属作正极。（2）两电极必须浸在电解质溶液中。（3）两电极之间要用导线（或盐桥）形成闭合回路。（4）能自发地发生氧化还原反应。2.设计原电池设计原电池时，用还原性较强的物质（一般为活泼金属）作为负极，用氧化性较强的物质（一般为较不活泼的金属或其他导电材料）作为正极，两极浸在电解质溶液中。原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。要点一： 原电池正负极的判断方法负极正极电极材料较活泼的金属较不活泼金属或非金属电子流向电子流出的一极电子流入的一极离子移动方向阴离子移向的一极阳离子移向的一极反应类型发生氧化反应的一极发生还原反应的一极电极质量变化电极质量减轻的一极电极质量增加的一极气体产生产生气体的一极（通常为H2）pH变化pH增大的一极（析氢或吸氧的电极中）特别提示：根据电极材料的活泼性来判断正负极，要注意电解质溶液对原电池正负极的影响。例如，Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池，Al为负极；Fe（或Al）、Cu、浓HNO3构成的原电池，Cu为负极。【例1】 有如图所示的两个原电池装置，下列说法不正确的是（ ）A.A池中负极的电极反应为Mg2e=Mg2+B.Mg在A池中为负极，在B池中为正极C.B池中电子的流向：MgAlD.原电池工作一段时间后，A池溶液的pH会增大解析：判断原电池正负极，除考虑活泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。对于稀硫酸来说，镁是比铝更活泼的金属；但对于氢氧化钠溶液来说，铝是比镁更活泼的金属，所以A池中镁是负极，B池中铝是负极，B对；A池中电极反应为Mg2e=Mg2+，A对；B池中电子流向为AlMg，C项错。A池中正极2H+2e=H2，随着反应进行，c（H+）减少，pH增大，D对。答案：C【跟踪训练1】 关于如图所示装置的叙述，正确的是（ ）A.铜是负极，铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原解析：由图所示装置可知，Zn为原电池负极，失电子被氧化，铜为正极，质量不变，A、B错；电子经导线流向铜片，电流方向相反，C错；铜极上发生2H+2e=H2，H+被还原，D正确。D要点二： 原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。2.比较金属活动性强弱例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性ab。3.设计原电池例如：以2Fe 3+ +Cu=2Fe 2+ +Cu 2+为依据，设计原电池。（1）确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接做负极；如为气体（如H2）或溶液中的还原性离子，可用惰性电极（如Pt、碳棒）做负极。发生还原反应的电极材料必须比负极材料活泼性差。本例中可用铜棒做负极，用铂丝或碳棒做正极。（2）确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液做电解质溶液。【例2】 X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。X、Y相连时，X为负极，Z、W相连时，电流方向是WZ；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序是（ ）A.XZWYB.ZXYWC.XYZWD.YWZX解析：电解质溶液：稀硫酸答案：A【跟踪训练2】 （2011年安新中学高二）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（ ）A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的pH均增大D.产生气泡的速度甲比乙慢解析：甲装置是铜锌原电池，乙不形成原电池装置。所以乙池中铜表面无气泡生成，而甲中铜表面有气泡生成，A错；乙中Cu片不可能是负极，B错。甲、乙两装置发生的反应均是Zn+2H+=H2+Zn 2+，所以两烧杯中溶液的pH均增大，C对。因甲是原电池装置，所以甲烧杯中产生H2的速度快，D错。C【跟踪训练3】 一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应的原电池的正确组成是（ ）ABCD正极ZnCuCuMg负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4溶液CuCl2溶液C