高中化学 原电池的特点简析 新人教版选修4

1、原电池的特点简析1.原理认识例1：关于如图所示装置的叙述中，正确的是A铜是阳极，铜片上有气泡产生 B铜片质量逐渐减少C铜离子在铜片表面被还原 D电流从锌片经导线流向铜片 解析：这是原电池装置，其反应原理是Zn+CuSO4= ZnSO4+Cu。左池中Zn棒失去电子(通过导线流向Cu棒，是负极)成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，带正电荷。右池中由导线流过来的Cu棒(正极)上富集电子，Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，溶液带负电荷。由于盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4 溶液迁移，K+向CuSO4 溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反

2、应可以继续进行。 答案：C。点拨：与同单池的原电池一样，活泼金属做负极，不活泼的金属做负极；为使溶液保持电中性，盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。2.设计感知例2：控制适合的条件，将反应2Fe3+2I-2Fe2+I2设计成如图所示的原电池。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固定，乙中石墨电极为负极解析：乙中I失去电子放电，故为氧化反应，A项正确；由总反应方程式知，Fe3被还原成F

3、e2，B项正确；当电流计为零时，即说明没有电子发生转移，可证明反应达平衡，C项正确。加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，而作为负极，D项错。答案：D。点拨：有盐桥的原电池的两个电极的材料可以不同，也可以相同，但环境绝对不同。一定要从总反应的原理出发，分析原电池的正负极。3.知识迁移例3：已知反应AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O，现设计如下实验装置，进行下述操作：(I)向B杯内逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；(II)若改向B烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安表指针与(I)实验的反向偏转。 试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么发生偏转？ (

4、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棒发生的反应为 。解析：由于反应AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O是可逆的，也是氧化还原反应。而且满足：不同环境中的两电极（连接）；电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）；形成闭合回路。构成原电池的三大要素。当加酸时，c(H+)增大，平衡向正向移动；C1：2I-2e-=I2，这是负极；C2：AsO43-+2H+ +2e-=AsO33-+H2O，这是正极。当加碱时，c(OH-)增大，平衡向逆反应方向移动：C1：I2+2e-=2I-

5、，这是正极；C2：AsO33-+ 2OH- -2e-=AsO43-+H2O，这是负极。答案：(1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。 (2)(I)加酸，c(H+)增大，平衡向正向移动，AsO43-得电子，I-失电子，所以C1极是负极， C2极是正极。(II)加碱，c(OH-)增大，平衡向逆反应方向移AsO33-失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。故化学平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即微安表指针偏转方向不同。 (3) 2I-2e-=I2 (4)AsO33-+2OH- -2e-=AsO43-+H2O点拨：G中指针往相反方向旋转，暗示电路中电子

6、流向相反，说明总反应的平衡移动方向相反。练习：1.下面甲、乙两装置都是铜-锌原电池。 (1)甲、乙两装置中，正负极上的电极反应 ，反应现象 。 A相同 B不同 (2)其中， 装置能更彻底的将反应所释放的能量转化为电能。2.某原电池构造如右图所示。下列有关叙述正确的是A在外电路中，电子由银电极流向铜电极B取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转C外电路中每通过0.1 mol电子，铜的质量理论上减小6.4 gD原电池的总反应式为Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)23. 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