2025版新教材高中化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)與電能第1節(jié)原電池第1課時(shí)原電池的工作原理二原電池工作原理的應(yīng)用學(xué)生用書新人教版選擇性必修1

二、原電池工作原理的應(yīng)用1．加快化學(xué)反應(yīng)速率(1)原理：在形成的原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上發(fā)生，溶液中的離子運(yùn)動(dòng)時(shí)相互干擾減小，電解質(zhì)溶液中離子的運(yùn)動(dòng)更快，使化學(xué)反應(yīng)速率加快。(2)舉例：在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，從而形成微小Cu-Zn原電池，加快產(chǎn)生H2的速率。2．比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱一般來(lái)說(shuō)，負(fù)極金屬的活動(dòng)性強(qiáng)于正極金屬。依據(jù)現(xiàn)象推斷出原電池的正、負(fù)極，且金屬的活動(dòng)性：負(fù)極強(qiáng)于正極。1．有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的試驗(yàn)裝置及部分試驗(yàn)現(xiàn)象如下：試驗(yàn)裝置部分試驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生，c極無(wú)變更d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動(dòng)性依次是d>a>b>c。解析：由第一個(gè)裝置a極質(zhì)量減小可知，a極是負(fù)極，金屬活動(dòng)性：a>b；其次個(gè)裝置依據(jù)氧化性、還原性的規(guī)律推出金屬活動(dòng)性：b>c；第三個(gè)裝置的金屬活動(dòng)性：d>c；由第四個(gè)裝置電流a→d，則電子d→a，故金屬活動(dòng)性：d>a。綜上所述，這四種金屬的活動(dòng)性依次是d>a>b>c。2．某探究活動(dòng)小組想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性依次，有甲、乙兩位同學(xué)均運(yùn)用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol·L－1稀硫酸中，乙同學(xué)將電極放入6mol·L－1NaOH溶液中，如圖所示。(1)假如甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)推斷出Mg(填寫元素符號(hào)，下同)活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)推斷出Al活動(dòng)性更強(qiáng)。由此試驗(yàn)，可得到的結(jié)論是利用原電池反應(yīng)推斷金屬活動(dòng)性依次時(shí)應(yīng)留意選擇合適的電解質(zhì)。(2)上述試驗(yàn)也反過(guò)來(lái)證明白“利用金屬活動(dòng)性依次干脆推斷原電池中正、負(fù)極”的做法不行靠(填“牢靠”或“不行靠”)。如不行靠，則請(qǐng)你提出另一個(gè)推斷原電池正、負(fù)極可行的試驗(yàn)方案：在兩電極之間連上一個(gè)電流表，測(cè)電流方向，推斷原電池的正、負(fù)極。3．設(shè)計(jì)原電池(1)理論上，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池。構(gòu)成原電池的基本條件也是設(shè)計(jì)原電池的基本依據(jù)。(2)設(shè)計(jì)原電池的思路示例以2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2為例正|誤|判|斷(1)只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池。(×)(2)若將2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋設(shè)計(jì)成原電池，可用鋅、鐵作電極材料。(×)(3)足量的Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)，滴入CuSO4溶液可以加快反應(yīng)速率，因?yàn)閏(SOeq\o\al(2－,4))增大。(×)(4)增大電解質(zhì)溶液的濃度，能加快原電池的反應(yīng)速率。(×)深|度|思|考若把反應(yīng)2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2設(shè)計(jì)成含鹽橋的原電池。在方框中畫出能形成穩(wěn)定電流的雙液原電池(有鹽橋)的裝置圖并標(biāo)出電極材料、電解質(zhì)溶液。答案：應(yīng)|用|體|驗(yàn)1.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)原電池，證明還原性：Cd(鎘)>Co(鈷)>Ag(銀)，氧化性：Ag＋>Co2＋>Cd2＋。在下面的方框內(nèi)畫出原電池的裝置圖(帶鹽橋)，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液。答案：2．運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)，驗(yàn)證I2、Fe3＋氧化性的強(qiáng)