【26版化学人教版选择性必修一学习笔记第四章 第一节 第1课时原电池的工作原理

第一节　原电池

第1课时　原电池的工作原理

[核心素养发展目标]　1.理解原电池的工作原理，能根据电极反应、电流方向或离子的移动方向判断原电池的正极和负极。2.能设计简单的原电池并能理解原电池工作原理的应用。

一、原电池的工作原理

1．实验探究含盐桥的锌铜原电池的工作原理

(1)实验现象：两种电池均产生电流，锌片________，铜片上________________，电流表指针发生________。

(2)实验结论：两种装置均能构成原电池，将化学能转化成电能。

(3)分析上述原电池的工作原理

(4)根据以上实验探究回答下列问题：

①盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼脂)中离子移动方向：________移向ZnSO₄溶液，________移向CuSO₄溶液。盐桥在原电池装置中的作用是_____________________________________。

②对比图Ⅰ与图Ⅱ两装置，能更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

2．原电池

(1)定义：把________能转化为____能的装置。

(2)构成条件

(1)理论上，任何的氧化还原反应都可设计成原电池(　　)

(2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极(　　)

(3)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(　　)

(4)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(　　)

(5)利用图1能实现Cu＋H₂SO₄===CuSO₄＋H₂↑(　　)

(6)图2能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移(　　)

(1)下列反应理论上能设计成原电池的是__________(填序号)。

①HCl＋NaOH===NaCl＋H₂O　ΔH＜0

②2CH₃OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋4H₂O(l)　ΔH＜0

③4Fe(OH)₂(s)＋2H₂O(l)＋O₂(g)===4Fe(OH)₃(s)　ΔH＜0

(2)下列装置中，能构成原电池的是______(填序号)，能构成原电池的指出电极的名称并写出电极反应式。

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

原电池中正、负极的判断

二、原电池工作原理的应用

1．加快化学反应速率

当试管a中滴入少量CuSO₄溶液后，观察到其中产生气泡的速率较试管b中的________，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

2．比较金属的活动性强弱

原电池的两极为两种不同金属时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼(注意电解质溶液的种类)。

3．设计原电池的一般思路

首先将氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应两个半反应。

其次确定正、负极选择电极材料，还原剂(一般为比较活泼的金属)为负极，比较不活泼的金属或惰性电极为正极。

最后用导线连接两个电极并插入电解质溶液形成闭合回路，如果两个半反应分别在两个容器中进行，中间应用盐桥连接。

1．某单液原电池的总反应为Cu＋2Ag^＋===Cu^2＋＋2Ag，下列关于该反应的电池设计正确的是(　　)

A．正极材料为Cu，电解质溶液为CuCl₂

B．负极材料为Ag，电解质溶液为AgNO₃

C．正极材料为C，电解质溶液为AgNO₃

D．负极材料为Cu，电解质溶液为CuSO₄

2．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：

由此可判断这四种金属的活动性顺序是____________。

3．利用反应2FeCl₃＋Cu===2FeCl₂＋CuCl₂，设计一个原电池装置。

(1)在下图方框中画出两种原电池装置图，标明电极材料和电解质溶液。

单液原电池装置图

带盐桥的双液原电池装置图

(2)写出电极反应式。

负极：________________________________________________________________________。

正极：________________________________________________________________________。

4．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L^－1稀硫酸中，乙同学将电极放入6 mol·L^－1 NaOH溶液中，如图所示。

(1)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出__________(填写元素符号，下同)活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。

由此实验，可得到的结论是_______________________________________________________。

(2)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法__________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案：______________________________________________________________

______________________________________________________________________________。

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