高二化学电化学基础——原电池人教实验版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
电化学基础——原电池
二. 重点、难点：
1. 重点是进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式
2. 难点是原电池的工作原理
三. 具体内容：
1. 原电池的概念
2. 原电池构成的条件
3. 正负极的判断，并设计锌和铜离子反应的装置
4. 铜锌原电池
（1）装置
（2）现象
（3）盐桥的作用
（4）电极反应
（5）原理
（6）半电池
（7）电解质溶液和电极的选择
（8）电子和电流的流向
【典型例题】
[例1] 如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用导线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。
试写出可能的电极反应式，并指出正、负电极及电极反应类型。
（1）Fe：____________、___________（可不填满，也可补充，下同）；
（2）Pb片：__________、____________。
答案：（1）开始时，Fe是正极：4H＋＋2NO3—＋2e－＝2NO2↑＋2H2O（还原反应）；后来，Fe是负极：3Fe－6e－＝3Fe2＋（氧化反应）
（2）开始时，Pb是负极：Pb－2e－＝Pb2＋（氧化反应）；后来，Pb是正极：
2NO3—＋8H＋＋6e－＝2NO↑＋4H2O（还原反应）
解析：把物质的性质和原电池联系。
[例2] 把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中有0.2mol电子通过时，负极的质量变化（）
A. 减少0.1g
B. 减少6.5g
C. 减少5.6g
D. 增加6.4g
答案：B
解析：利用原电池反应的实质是氧化还原反应进行计算。
[例3] 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH（）
A. 不变
B. 先变小后变大
C. 逐渐变大
D. 逐渐变小
答案：C
解析：考察基本的电极反应的判断。
[例4] 将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。
图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是（）
答案：D
解析：考察原电池的应用和判断产物的方法。
[例5] 有A、B、C、D四种金属。
将A与B用导线连结起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。
将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。
据此判断它们活动性由强到弱的须序是（）
A. D>C>A>B
B. D>A>B>C
C. D>B>A>C
D. B>A>D>C
答案：B
解析：根据原电池电极判断的原理判断金属活动性。
[例6] 下列关于实验现象的描述不正确的是（）
A. 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B. 实验室中用稀HNO3溶液与Cu反应制取NO气体反应很慢，加一块石墨使之与Cu 接触后反应加快
C. 把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D. 把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
答案：C
解析：具体原电池的判断。
[例7]（1）当K断开时，________上有气泡产生，生成气体对应的离子方程式为__________。
（2）当K闭合时，________片上有气泡。
生成气体对应的离子方程式为____________。
K
Zn Cu
答案：（1）Zn；Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；
（2）Cu；2H+ + 2e—= H2↑
解析：考察原电池形成的条件和电极反应。
[例8] 在Cu—Zn原电池中，200mL H2SO4溶液的浓度为0.125mol/L，若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L升气体，则流过导线的电子为__________mol，溶液的pH值为_________。
（溶液体积变化忽略不计，已知lg2=0.3 lg3=0.5）
答案：0.015 、3.2
解析：考察有关原电池的计算和pH的结合。
【模拟试题】
1. 下列叙述中，金属甲的活动性一定比金属乙的活动性强的是（）
A. 在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B. 同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强
C. 甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D. 将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极
2. 形成原电池的条件一般有：①电解质溶液；②两个电极；③能自发地发生氧化还原反应；④形成闭合回路，请根据上述条件判断下列装置中属于原电池的是（）
3. Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：①Cu作____极，②Fe作____极；电极反应式是：负极_________，正极_________，总反应式是__________。
4. 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（）
A. a > b > c > d
B. a > c > d > b
C. c > a > b .> d
D. b > d > c > a
5. 在如下图所示的8个装置中，属于原电池的有。
6.（1）将反应2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。
（2）判断正负极并写出电极反应。
7. X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如下图所示。
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_________________
8. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。
X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）
A. X＞Y＞Z
B. X＞Z＞Y
C. Y＞X＞Z
D. Y＞Z＞X
9. 有A、B、C三种金属，两两分别接触并同处于稀H2SO4中，反应冒气泡，判断三种金属活动性顺序。
10. 下列装置能够组成原电池，产生电流的是（）
11. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化（）
A. 不变
B. 先变大后变小
C. 逐渐变大
D. 逐渐变小
12. 以Mg片和Al片为电极，并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，负极为_____。
【试题答案】
1. C
2. CD
3. 正；负；Fe－2e－=Fe2+；2H++2e-=H2↑；Fe+2H+=Fe2++H2↑
4. B
5. ④⑥⑦
6. 负极（铁）：Fe－2e－=Fe2+；正极（石墨）：Fe3+ + e－=Fe2+
FeCl3溶液
7. Z>Y>X>W8. C 9. C＞B＞A 10. BC 11. C 12. Al
【试题解析】
1. A中应是失电子能力强，而不是个数多；B中应是甲的还原性即金属性弱；C中证明甲在氢前乙在氢后，间接证明甲比乙活泼；D中如果电解质是NaOH溶液则铝作负极，镁作正极。
2. 基本原电池的判断，A中不是闭合回路；B中没有电解质溶液。
4. 根据金属活动性强的作负极，电流由正极向负极移动，电子由负极向正极移动，产生气泡的为正极来进行判断。
5. 根据形成原电池的条件来推断。
7. 根据盐酸溶液中，作为原电池负极的是相对活泼的金属。
9. 根据图中所画的气泡产生的电极是正极，金属性差来判断。
11. 根据工作原理是锌与氢离子反应，所以溶液的酸性减弱，pH增大。
12. 因为电解质溶液是NaOH，对于此溶液Al更活泼，所以为负极。