届一轮复习鲁科版 原电池 金属的腐蚀与防护 学案文档格式.docx

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①电解质溶液；

②两电极直接或间接接触；

③两电极插入电解质溶液中。

3.工作原理

以锌铜原电池为例

（1）反应原理

电极名称

负极

正极

电极材料

锌片

铜片

电极反应

Zn－2e－===Zn2＋

Cu2＋＋2e－===Cu

反应类型

氧化反应

还原反应

电子流向

由Zn片沿导线流向Cu片

自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可能是电极与溶解的氧气等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。

4.原电池原理的应用

（1）加快氧化还原反应的速率

一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

（2）比较金属活动性强弱

两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

（3）设计制作化学电源

①首先将氧化还原反应分成两个半反应。

②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。

1.（LK选修4·

P19“活动·

探究”改编）当铜锌原电池产生电流时，下列说法正确的是（　　）

A.阳离子移向Zn极，阴离子移向Cu极

B.电子由Cu电极流向Zn电极

C.电流由Zn电极流向Cu电极

D.阴离子移向Zn电极，阳离子移向Cu电极

答案　D

2.（教材借鉴）（RJ必修2·

P42“实践活动”改编）如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是（　　）

A.若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2

B.水果电池的化学能转化为电能

C.此水果发电的原理是电磁感应

D.金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片

答案　C

3.（溯源题）（2016·

上海化学，8）图1是铜锌原电池示意图。

图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示　　　　。

①铜棒的质量　②[Zn2＋]　③[H＋]　④[SO

]

答案　③

探源：

本考题源于教材LK选修4P21“铜锌原电池装置

（2）示意图”，对原电池的工作原理进行了考查。

题组一　原电池基础

1.基础知识判断，正确的打“√”，错误的打“×

”

（1）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（　　）

（2）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强（　　）

（3）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应（　　）

（4）在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生（　　）

（5）CaO＋H2O===Ca（OH）2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能（　　）

（6）在内电路中，电子由正极流向负极（　　）

（7）某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液（　　）

答案　

（1）√　

（2）×

　（3）×

　（4）×

　（5）×

　（6）×

　（7）×

2.课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。

下列结论错误的是（　　）

A.原电池是将化学能转化成电能的装置

B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成

C.图中电极a为铝条、电极b为锌片时，导线中会产生电流

D.图中电极a为锌片、电极b为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片

解析　D项，电极a为负极，电子由负极（锌片）流出。

反思归纳

规避原电池工作原理的3个失分点

（1）原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。

（2）电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。

（3）无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

题组二　原电池原理的应用

3.用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是（　　）

甲

乙

丙

实验

装置

现象

a不断溶解

c的质量增加

a上有气泡产生

A.装置甲中的b金属是原电池的负极

B.装置乙中的c金属是原电池的阴极

C.装置丙中的d金属是原电池的正极

D.四种金属的活泼性顺序：

d>

a>

b>

c

解析　甲中a溶解说明a是负极，活泼性a>

b，A错误；

原电池用正极或负极命名电极，B错误，由乙中现象知活泼性b>

c；

丙中d是负极，活泼性d>

a，C错误；

综上可知D正确。

4.某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。

（1）给你一只电流表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。

（2）一段时间后，铝片发生的电极反应式是________________________________________________________

________________________________________________________；

镁条表面只有极少量的气泡产生，则镁电极产生的主要反应的电极反应式为________________________________________________________。

解析　铝能够与NaOH溶液反应，所以作原电池的负极，而镁与NaOH溶液不反应，故作原电池的正极。

答案　

（1）如图所示

（2）Al＋4OH－－3e－===[Al（OH）4]－

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

规律总结

原电池设计程序

在设计原电池装置时，首先要书写出总氧化还原反应的离子方程式，确定原电池的正、负极，再把总反应的离子方程式拆写成氧化反应（负极反应）和还原反应（正极反应）。

热点说明：

相对于常规原电池，盐桥原电池能减少副反应，提高电池的供电效率。

一些原电池装置考查题，常带有盐桥，正确理解盐桥作用，注意盐桥中的离子移向是解题关键。

1.盐桥的构成

盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。

2.盐桥的作用

（1）连接内电路，形成闭合回路；

（2）平衡电荷，使原电池不断产生电流。

3.单池原电池和盐桥原电池的对比

图1和图2两装置的比较

相同点

正负极、电极反应、总反应、反应现象

负极：

正极：

总反应：

Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋

不同点

图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。

图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长

关键点

盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区

[模型解题]

　盐桥原电池装置分析

1.一定条件下，实验室利用如图所示装置，通过测电压求算Ksp（AgCl）。

工作一段时间后，两电极质量均增大。

下列说法正确的是（　　）

A.右池中的银电极作负极

B.正极反应为Ag－e－===Ag＋

C.总反应为Ag＋＋Cl－===AgCl↓

D.盐桥中的NO

向右池方向移动

解析　若“右池中的银电极作负极”，Ag失去电子被氧化为Ag＋：

Ag－e－===

Ag＋，电极质量减轻，不符合题干中的信息“两电极质量均增大”，A项错误。

该装置图很容易让考生联想到盐桥电池，抓住“两电极质量均增大”判断，若左池Ag失去电子被氧化为Ag＋，Ag＋再结合溶液中的Cl－生成AgCl：

Ag－e－＋Cl－===AgCl，即左池的银失去电子作负极；

此时右池电解质溶液中的Ag＋在银电极表面得到电子被还原为Ag：

Ag＋＋e－===Ag，即右池的银电极为正极；

两个电极反应式相加得到总反应：

Ag＋＋Cl－===AgCl↓；

综上所述，B项错误，C项正确。

根据“阴阳相吸”可判断盐桥中的NO

向负极方向（即左池）移动，D项错误。

2.事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是　　　　（填序号，下同）。

a.C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH>

b.2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH<

c.NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH<

若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为________________________________________________________。

某同学用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂－KNO3的U形管）设计成一个原电池，如图所示，下列判断中正确的是　　　　。

a.实验过程中，左侧烧杯中NO

浓度不变

b.实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作

c.若开始时用U形铜代替盐桥，装置中无电流产生

d.若开始时用U形铜代替盐桥，U形铜的质量不变

解析　根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。

原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现H＋，故正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

该原电池的工作原理是Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，盐桥起形成闭合回路和平衡电荷的作用，因此当电池工作时，盐桥中的NO

向负极移动，因此左侧烧杯中NO

的浓度将增大，a错误。

当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b错误。

若开始时用U形铜代替盐桥，则左侧烧杯相当于电解装置，而右侧烧杯相当于原电池装置，电极反应从左往右依次为阳极：

Cu－2e－===Cu2＋，阴极：

Cu2＋＋2e－===Cu，负极：

Cu－2e－===Cu2＋，正极Ag＋＋e－===Ag，由此可知c错误、d正确。

答案　b　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　d

　可逆反应中的“盐桥”

3.控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－

2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。

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.电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态

D.电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极

解析　由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；

电流表读数为零时，Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；

D项，在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－

2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。

4.（原创题）已知反应AsO

＋2