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人教版高二化学选修四第四章第一节原电池


1.(08广东卷)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型管)构成一
个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(C )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag++e- =Ag ③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池 反应相同
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 Cu ;电解质溶液Y是 AgNO3溶液 ;
(2)银电极为电池的 正极,发生的电极反应为 2Ag++ 2e- = ;2Ag X电极上发生的电极反应为 Cu- 2e- = Cu2+ ;
(3)外电路中的电子是从 Cu 电极流向 Ag 电极。
设计盐桥原电池的思路:
Zn+2Ag+=Zn2++2Ag 还原剂和氧化产物为负极的
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
阴离子-向 负 极移动(负极带正电荷) 阳离子-向 正 极移动(正极带负电荷)
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
A
Zn -

总反应式:
Cu

Zn+2H+=
现象:
Zn2++H2↑
Zn2+ H+ H+
锌棒溶解,铜棒上 有气泡
稀硫酸
原电池工作原理
负极
e-
正极
A
Zn-
Cu
Zn2+
负极
H+ H+ SO42-
阳离子
阴离子
正极
原电池原理
外电路 失e,沿导线传递,有电流产生
氧化反应 Zn-2e- =Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
总反应:2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
负极
Cu-2e- = Cu2+
正极
2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
三、原电池的主要应用:
1.利用原电池原理设计新型化学电池;
2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应 制取氢气;
3.进行金属活动性强弱比较; 4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极 而受到保护。如在铁器表面镀锌。
5.解释某些化学现象
1.把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中,用 导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时,a为负极;
a >b
c, a > c
b、d相连时,溶液中的阳离子向b极移动。
d>b
则四种金属的活泼性顺序为:a>c > d > b 。
第四章 电化学基础
原电池
电化学:研究化学能与电能之间相互转
换的装置、过程和效率的科学。
按过
{ 电 程
化及 学装
1. 产生电流的化学反应及装置 (如:原电池等)
反 置 2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池)
应分
负极 Zn-2e- = Zn2+ 氧化反应
正极 2H++2e-=H2↑ 还原反应
两极一液成回路,氧化还原是中心
【交流 ·研讨一】如何改进原电池装置?
让锌片与稀硫酸不直接接触
A
A
Zn
Cu
Zn
Cu
改进
稀硫酸
? ZnSO4溶液 H2SO4溶液
盐桥:在U型管中装满用饱和
KCl溶液和琼脂作成的冻胶。
实验探索 1.工作原理
实验现象:
有盐桥存在时电流计指针 发生偏转,即有电流通过 电路。取出盐桥,电流计 指针即回到零点,说明没 有电流通过。
A ①② B.②③ C.②④ D.③④
二、原电池正负极判断--原电池原理的应用
1.由组成原电池的电极材料判断 一般 负极- 活泼性强 的金属
正极- 活泼性弱 的金属 或 非金属 导体,以及某些金属氧化物
可以理解成: 负极 与电解质溶液反应
练习:Mg-Al-H2SO4中 Al 是正极, Mg 是负极
Mg-Al-NaOH中 Mg 是正极
Al 是负极
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断
电子--由 负极 流出,流入正极 ; 电流--由 正极 流出,流入负极 。
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断
负极-- 失 电子,发生 氧化 反应 正极-- 得 电子,发生 还原 反应
分析:改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流? 盐桥在此的作用是什么?
得出结论 2.盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触 改进后的原电池装置提高了能量转换率
⑵可使连接的两溶液保持电中性
从而持续稳定的产生电流。
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
练习:
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个 原电池,画出示意图,写出电极反应。
5.根据电极现象来判断 负极-- 牺牲、溶解 ; 正极-- 增重、气泡 ;
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
Fe Fe Cu Cu 负极:Fe – 2e- =Fe2+
CuSO4
FeSO4 CuSO4
正极:Cu2+ +2e- =Cu
三、原电池考点小结
1、原电池原理的应用:
练3.(07海南)依据氧化还原反应: 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s) 设计的原电池如图所示。
Zn Cu
H2SO4
H2SO4
(6) Zn Cu
(7) Zn
H2SO4 Cu
CuSO4
C2H5OH
ZnSO4 CuSO4
组成原电池的条件
1.内部条件:能自发进行氧化还原反应 2.外部条件:
(1)有两种活泼性不同的金属(或一种是 非金属单质或金属氧化物)作电极。 (2)电极材料均插入电解质溶液中。 (3)两极相连形成闭合电路。
阳离子 电解质
溶液
阴离子
阳离子
还原反应
2H++2e- =H2↑ 内电路
电极
反应
电极
反应
总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
(离子方程式)
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (化学方程式)
判断下列装置哪些属于原电池
(1)
(2)
(3)
(4)
Zn Zn 石墨 石墨 Zn 石墨 Zn Cu
H2SO4 (5)
半电池
氧化剂和还原产物为正极的
半电池
根据电极反应确定合适的电极材料
和电解质溶液
外电路用导线连通,可以接用电器 内电路是将电极浸入电解质溶液中,
并通过盐桥沟通内电路
三、原电池考点小结
1、原电池原理的应用: 练1:根据原电池的原理,能否设计Fe3+的氧
化性比Cu2+强?写出总反应, 画出装置图并 注明正负极反应.
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