第22講 原電池的工作原理（學生版）【暑假彎道超車】2024年新高二化學暑假講義+習題（人教版2019選擇性必修1）

第22講原電池的工作原理1.宏觀辨識與微觀探析：以鋅銅原電池為例，從宏觀和微觀的角度，分析理解原電池的工作原理，能正確判斷原電池的正極和負極，會書寫其電極反應式。2.變化觀念與平衡思想：進一步理解化學能與電能的相互轉化，認識從簡單原電池發(fā)展到帶有鹽橋原電池的變化過程，并能理解帶有鹽橋原電池的實用性。一、原電池的工作原理1．原電池的構成條件(1)定義：能把轉化為的裝置。(2)構成條件：2．實驗探究：鋅銅原電池的工作原理(含鹽橋)裝置示意圖注：鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊膠現象鋅片，銅片上物質生成，電流表指針發(fā)生能量轉換轉化為微觀探析在硫酸鋅溶液中，負極一端的失去電子形成進入溶液在硫酸銅溶液中，正極一端的獲得電子變成沉積在銅片上電子或離子移動方向電子：極流向極鹽橋：移向ZnSO4溶液，移向CuSO4溶液工作原理負極：Zn－2e－=Zn2＋(反應)正極：Cu2＋＋2e－=Cu(反應)總反應：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu【特別提醒】(1)鹽橋作用：離子通道，形成閉合回路。避免電極與電解質溶液直接反應，減少電流的衰減。(2)原電池輸出電能的能力，取決于組成原電池的反應物的氧化還原能力。【歸納總結】原電池的工作原理二、原電池的應用1．加快化學反應速率在鋅與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應生成Cu，從而形成Cu－Zn微小，產生H2的速率。2．金屬活動性強弱比較一般來說，作負極的金屬的活動性于正極金屬。如：有兩種金屬a和b，用導線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產生。由此可判斷出a是負極、b是正極，且金屬活動性：a>b。3．設計原電池理論上，任何一個的反應，都可以設計成原電池。(1)外電路負極——化合價升高的物質正極——活潑性弱的物質，一般選碳棒(2)內電路：化合價降低的物質作。如：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2①化合價升高的物質負極：②活潑性較弱的物質正極：③化合價降低的物質電解質溶液：示意圖【方法技巧】設計原電池時電解質溶液和電極材料的選擇(1)電解質溶液一般要能夠與負極材料發(fā)生反應。但若是兩個半反應分別在兩個燒杯中進行，則燒杯中的電解質溶液應有與電極材料相同元素的陽離子。(2)電池的電極材料必須能導電?？键c01原電池的構成及工作原理【例1】原電池工作時A．正極發(fā)生氧化反應 B．負極發(fā)生氧化反應C．電子從正極流出 D．負極質量一定減輕【變式1-1】下列裝置中，能構成原電池的是A．只有(甲) B．只有(乙) C．只有(丙) D．除(乙)均可以【變式1-2】如圖是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下：在卡片上，描述合理的是實驗后的記錄：①Zn為正極，Cu為負極。②H+向負極移動。③電子流動方向：從Zn經外電路流向Cu。④Cu極上有H2產生。⑤若有1mol電子流過導線，則產生H2為0.5mol。⑥正極的電極反應式為Zn-2e-===Zn2+。A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④考點02原電池電極的判斷和電極反應式的書寫【例2】用銅片、銀片設計成如圖所示的原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是A．電子通過鹽橋從乙池移向甲池B．鹽橋中K+向左移動C．開始時，銀片上發(fā)生的反應是Ag-e-=Ag＋D．電路中每轉移2mole-，正極材料增重216g【變式2-1】下圖為鋅銅原電池示意圖。下列有關敘述正確的是A．外電路電子由銅片流向鋅片B．鋅片上發(fā)生還原反應C．銅片做正極，電極反應是：D．鹽橋中的陽離子移向銅電極【變式2-2】鋅銅原電池裝置如圖，下列說法中不正確的是A．原電池工作時，電子從電極流出，極上的電極反應為B．該裝置中和不直接接觸，使電流更持續(xù)更穩(wěn)定C．溶液的作用是離子導體，可用溶液代替D．鹽橋中的移向溶液考點03原電池的設計【例3】某原電池的總反應離子方程式為：，不能實現該反應的原電池為A．正極為Cu，負極為Fe，電解質溶液為FeCl3溶液B．正極為Fe，負極為Zn，電解質溶液為Fe2(SO4)3溶液C．正極為C，負極為Fe，電解質溶液為Fe2(SO4)3溶液D．正極為Ag，負極為Fe，電解質溶液為Fe(NO3)3溶液【變式3-1】原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列說法中不正確的是A．由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，其負極反應式為Al-3e－=Al3+B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負極反應式為Al-3e－+4OH－=AlO+2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負極反應式為Cu-2e－=Cu2+D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負極反應式為Cu-2e－=Cu2+【變式3-2】理論上不能設計為原電池的化學反應是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)考點04原電池的應用【例4】a、b、c都是金屬，a中混有c時。a先腐蝕；a與b組成原電池時，a為電池的正極。a、b、c三種金屬的活動性順序為A．a>b>c B．a>c>b C．b>c>a D．b>a>c【變式4-1】X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X和Y組成原電池時，Y為電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Y＞Z＞X【變式4-2】有A、B、D、E四種金屬，當A、B組成原電池時，電子流動方向A→B；當A、D組成原電池時，A為正極；B與E構成原電池時，電極反應式為：E2++2e-=E，B-2e-=B2+則A、B、D、E金屬性由強到弱的順序為A．A﹥B﹥E﹥D B．A﹥B﹥D﹥EC．D﹥E﹥A﹥B D．D﹥A﹥B﹥E1．下列裝置能構成原電池的是A． B．C． D．2．對于原電池的電極名稱，下列敘述有錯誤的是（）A．發(fā)生氧化反應的為負極 B．正極為電子流入的一極C．比較不活潑的金屬為負極 D．電流的方向由正極到負極3．根據Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的反應原理設計一個原電池，當鐵為負極時，正極不可以選用的材料是A．鉑B．石墨C．銅D．鋅4．關于下圖所示的原電池，下列說法正確的是

A．該裝置將電能轉化為化學能B．鋅片為正極C．石墨電極上發(fā)生還原反應D．電流出鋅片通過導線流向石墨5．下列反應不可用于設計成原電池的是()A．CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O B．2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2OC．Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑ D．4Al+3O2+6H2O＝4Al(OH)36．如圖所示的水果電池中，電子的流向正確的是()A．鋅片→LED燈→銅片B．銅片→LED燈→鋅片C．鋅片→柳橙→銅片D．銅片→柳橙→鋅片7．下圖為銅鋅原電池示意圖，下列說法正確的是()A．鋅片逐漸溶解B．燒杯中溶液逐漸呈藍色C．電子由銅片通過導線流向鋅片D．鋅為正極，銅為負極8．下列關于原電池的敘述中，正確的是A．電極只能由兩種不同的金屬構成B．負極發(fā)生的電極反應是還原反應C．工作時其正極不斷產生電子并經外電路流向負極D．能將化學能轉變?yōu)殡娔?．下列說法正確的是A．原電池中，負極上發(fā)生的反應是還原反應B．原電池中，電流的方向是負極—導線—正極C．雙液原電池中的鹽橋也可以用金屬導線代替D．原電池中，陽離子移向正極，陰離子移向負極10．下圖中能組成原電池產生電流的是()A． B． C． D．11．某原電池裝置如圖所示，當該電池形成閉合回路時，鹽橋中的K+向右做定向移動，下列說法錯誤的是A．反應能夠自發(fā)進行B．電極的電極反應式為C．反應過程中Ni電極的質量會減小D．Cr、Ni兩種金屬的還原性強弱順序為Cr>Ni12．如圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列說法正確的是A．電子流動方向為：X→外電路→Y→溶液→XB．若兩電極分別為Zn和石墨棒，則X為石墨棒，Y為ZnC．移向X電極，Y電極上有氫氣產生D．X極上發(fā)生的是還原反應，Y極上發(fā)生的是氧化反應13．銅鋅原電池工作時，下列敘述不正確的是A．負極反應為Zn－2e－===Zn2＋B．電池反應為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外電路中，電子從銅電極流向鋅電極D．鹽橋中的K＋移向CuSO4溶液14．由輝銅礦石(主要成分是Cu2S)制CuSO4的工