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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和构成原电池的条件。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。[晨背重点语句]1.原电池构成“三条件”：①正、负两个电极；②电解质溶液；③形成闭合回路。2.原电池正、负极判断“四方法”(1)负极：①活泼性较强的金属；②流出电子的一极；③发生氧化反应的一极；④阴离子移向的一极。(2)正极：①活泼性较弱的金属或导电的非金属(碳棒)；②流入电子的一极；③发生还原反应的一极；④阳离子移向的一极。知识梳理·对点练课后提能·层级练知识梳理·对点练知识点一原电池的工作原理1．原电池：利用1__________反应原理将2______能转化为电能的装置。氧化还原化学2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)装置现象锌片3__________，铜片上有4______________，电流表指针发生5______电极名称Zn电极—6____极Cu电极—7____极得失电子8____电子9____电子逐渐溶解红色物质析出偏转负正失得电子流向10______11______反应类型12______反应13______反应电极反应式14________________15________________总反应式16________________________流出流入氧化还原Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===CuZn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu3.原电池构成条件负电解质闭合氧化还原[归纳总结](1)原电池工作原理图示如下：(2)用温度计测量溶液的温度，其变化是溶液的温度略有升高，原因是还有Cu2＋直接在锌电极上得电子被还原，部分化学能转化成热能。1．下列反应不可用于设计原电池的是()A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2OB．2CH3OH＋3O2―→2CO2＋4H2OC．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3解析：选A只有氧化还原反应才能设计成原电池。NaOH与HCl的反应为非氧化还原反应。2．如图所示的装置能构成原电池产生电流的是()解析：选BA项中的电极相同；C项中未构成闭合回路；D项中酒精是非电解质。3．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．产生气泡的速率甲比乙慢解析：选C乙烧杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，故A、B错；甲烧杯中Zn、Cu用导线连接后构成原电池，加快了Zn的溶解，故D错；两烧杯中的Zn都能与稀H2SO4反应产生H2而消耗H＋，故C正确。知识点二盐桥原电池(或双液原电池)1．实验过程中，能观察到的实验现象：(1)锌片21______，铜片22__________；(2)电流表指针23__________；(3)硫酸铜溶液的颜色24______。溶解加厚变亮发生偏转变浅2．离子移动方向(1)ZnSO4溶液中：Zn2＋向25______移动；(2)CuSO4溶液中：Cu2＋向26______移动；(3)盐桥中：K＋移向27______区(CuSO4溶液)，Cl－移向28______区(ZnSO4溶液)。3．若取出装置中的盐桥，电流表的指针不偏转，原因是取出盐桥，该装置29__________________，不能形成原电池。盐桥铜极正极负极不能构成闭合回路[归纳总结]1．原电池中盐桥的作用(1)构成闭合回路，形成原电池。(2)避免电极与电解质溶液直接反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。(3)盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。2．原电池正极和负极的判断依据判断依据正极负极电极材料不活泼金属或非金属活泼金属电子流向电子流入电子流出电极反应还原反应氧化反应电极常见现象电极增重或产生气体电极减轻离子移向阳离子移向阴离子移向4.下列装置中，能构成原电池的是()解析：选D酒精为非电解质，A错误；B中未使用盐桥，没有形成闭合回路，B错误；C中两个电极材料相同，不能形成原电池，C错误；依据原电池的构成条件可知D正确。5.分析如图所示的四个原电池装置，下列结论正确的是()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D.④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑解析：选B电解质溶液不同，导致两极反应发生改变。当稀硫酸是电解质溶液时，Mg作负极(活动性Mg＞Al)；当NaOH溶液是电解质溶液时，Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应)；③中Cu作负极，反应式为Cu－2e－===Cu2＋，Fe作正极，因为常温下，Fe遇浓硝酸发生钝化；④中Cu作正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。6.关于图中所示的原电池，下列说法正确的是()A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑D.取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变解析：选A锌片作负极，铜片作正极，电子从负极流向正极，A选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，电流表不偏转，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。知识点三设计原电池1.理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。2.设计示例设计思路实例以自发进行的氧化还原反应为基础2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应氧化反应(负极)：30___________________还原反应(正极)：31___________________Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋设计思路实例以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液负极材料：32______；正极材料：33__________；电解质溶液：34______________画出示意图FeCl3(aq)Cu石墨或铂[归纳总结]1设计原电池的思维模型——“两极一液一连线”。2含盐桥原电池的设计方法：因两个半反应分别在两个烧杯中进行，则两极中的电解质溶液应有与电极材料相同的阳离子，用于提高电池效率，例如，在锌、铜和电解质溶液构成的原电池中，锌极应置于可溶性锌盐如ZnSO4中，铜极应置于可溶性铜盐如CuSO4中。7.一个原电池反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的正确组成是()选项ABCD正极ZnCuCuZn负极CuZnZnCu电解质溶液CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4溶液CuCl2溶液解析：选C活泼金属为负极，且能与电解质溶液自发地发生氧化还原反应。8.根据电极材料Fe、Cu、石墨，电解质溶液CuCl2溶液、FeCl3溶液、NaOH溶液，选择合适的材料和溶液，运用原电池原理设计实验装置，验证Cu2＋、Fe3＋的氧化性的强弱。(1)利用哪个反应证明氧化性：Fe3＋Cu2＋？(2)请画出相关的原电池装置图(含盐桥)。答案：(1)利用反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(2)