第22讲 原电池的工作原理（学生版）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

第22讲原电池的工作原理1.宏观辨识与微观探析：以锌铜原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的变化过程，并能理解带有盐桥原电池的实用性。一、原电池的工作原理1．原电池的构成条件(1)定义：能把转化为的装置。(2)构成条件：2．实验探究：锌铜原电池的工作原理(含盐桥)装置示意图注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶现象锌片，铜片上物质生成，电流表指针发生能量转换转化为微观探析在硫酸锌溶液中，负极一端的失去电子形成进入溶液在硫酸铜溶液中，正极一端的获得电子变成沉积在铜片上电子或离子移动方向电子：极流向极盐桥：移向ZnSO4溶液，移向CuSO4溶液工作原理负极：Zn－2e－=Zn2＋(反应)正极：Cu2＋＋2e－=Cu(反应)总反应：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu【特别提醒】(1)盐桥作用：离子通道，形成闭合回路。避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减。(2)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。【归纳总结】原电池的工作原理二、原电池的应用1．加快化学反应速率在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小，产生H2的速率。2．金属活动性强弱比较一般来说，作负极的金属的活动性于正极金属。如：有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。3．设计原电池理论上，任何一个的反应，都可以设计成原电池。(1)外电路负极——化合价升高的物质正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒(2)内电路：化合价降低的物质作。如：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2①化合价升高的物质负极：②活泼性较弱的物质正极：③化合价降低的物质电解质溶液：示意图【方法技巧】设计原电池时电解质溶液和电极材料的选择(1)电解质溶液一般要能够与负极材料发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则烧杯中的电解质溶液应有与电极材料相同元素的阳离子。(2)电池的电极材料必须能导电。考点01原电池的构成及工作原理【例1】原电池工作时A．正极发生氧化反应 B．负极发生氧化反应C．电子从正极流出 D．负极质量一定减轻【变式1-1】下列装置中，能构成原电池的是A．只有(甲) B．只有(乙) C．只有(丙) D．除(乙)均可以【变式1-2】如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是实验后的记录：①Zn为正极，Cu为负极。②H+向负极移动。③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu。④Cu极上有H2产生。⑤若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol。⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④考点02原电池电极的判断和电极反应式的书写【例2】用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是A．电子通过盐桥从乙池移向甲池B．盐桥中K+向左移动C．开始时，银片上发生的反应是Ag-e-=Ag＋D．电路中每转移2mole-，正极材料增重216g【变式2-1】下图为锌铜原电池示意图。下列有关叙述正确的是A．外电路电子由铜片流向锌片B．锌片上发生还原反应C．铜片做正极，电极反应是：D．盐桥中的阳离子移向铜电极【变式2-2】锌铜原电池装置如图，下列说法中不正确的是A．原电池工作时，电子从电极流出，极上的电极反应为B．该装置中和不直接接触，使电流更持续更稳定C．溶液的作用是离子导体，可用溶液代替D．盐桥中的移向溶液考点03原电池的设计【例3】某原电池的总反应离子方程式为：，不能实现该反应的原电池为A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液C．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液【变式3-1】原电池的电极名称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，其负极反应式为Al-3e－=Al3+B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al-3e－+4OH－=AlO+2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu-2e－=Cu2+D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu-2e－=Cu2+【变式3-2】理论上不能设计为原电池的化学反应是A．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) B．HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) D．2FeCl3(aq)+Fe(s)=3FeCl2(aq)考点04原电池的应用【例4】a、b、c都是金属，a中混有c时。a先腐蚀；a与b组成原电池时，a为电池的正极。a、b、c三种金属的活动性顺序为A．a>b>c B．a>c>b C．b>c>a D．b>a>c【变式4-1】X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Y＞Z＞X【变式4-2】有A、B、D、E四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为：E2++2e-=E，B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为A．A﹥B﹥E﹥D B．A﹥B﹥D﹥EC．D﹥E﹥A﹥B D．D﹥A﹥B﹥E1．下列装置能构成原电池的是A． B．C． D．2．对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是（）A．发生氧化反应的为负极 B．正极为电子流入的一极C．比较不活泼的金属为负极 D．电流的方向由正极到负极3．根据Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的反应原理设计一个原电池，当铁为负极时，正极不可以选用的材料是A．铂B．石墨C．铜D．锌4．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是

A．该装置将电能转化为化学能B．锌片为正极C．石墨电极上发生还原反应D．电流出锌片通过导线流向石墨5．下列反应不可用于设计成原电池的是()A．CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O B．2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2OC．Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑ D．4Al+3O2+6H2O＝4Al(OH)36．如图所示的水果电池中，电子的流向正确的是()A．锌片→LED灯→铜片B．铜片→LED灯→锌片C．锌片→柳橙→铜片D．铜片→柳橙→锌片7．下图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是()A．锌片逐渐溶解B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色C．电子由铜片通过导线流向锌片D．锌为正极，铜为负极8．下列关于原电池的叙述中，正确的是A．电极只能由两种不同的金属构成B．负极发生的电极反应是还原反应C．工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极D．能将化学能转变为电能9．下列说法正确的是A．原电池中，负极上发生的反应是还原反应B．原电池中，电流的方向是负极—导线—正极C．双液原电池中的盐桥也可以用金属导线代替D．原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极10．下图中能组成原电池产生电流的是()A． B． C． D．11．某原电池装置如图所示，当该电池形成闭合回路时，盐桥中的K+向右做定向移动，下列说法错误的是A．反应能够自发进行B．电极的电极反应式为C．反应过程中Ni电极的质量会减小D．Cr、Ni两种金属的还原性强弱顺序为Cr>Ni12．如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是A．电子流动方向为：X→外电路→Y→溶液→XB．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnC．移向X电极，Y电极上有氢气产生D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应13．铜锌原电池工作时，下列叙述不正确的是A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外电路中，电子从铜电极流向锌电极D．盐桥中的K＋移向CuSO4溶液14．由辉铜矿石(主要成分是Cu2S)制CuSO4的工