高中化學(xué) 原電池的特點(diǎn)簡析 新人教版選修4

1、原電池的特點(diǎn)簡析1.原理認(rèn)識例1：關(guān)于如圖所示裝置的敘述中，正確的是A銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生 B銅片質(zhì)量逐漸減少C銅離子在銅片表面被還原 D電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片 解析：這是原電池裝置，其反應(yīng)原理是Zn+CuSO4= ZnSO4+Cu。左池中Zn棒失去電子(通過導(dǎo)線流向Cu棒，是負(fù)極)成為Zn2+進(jìn)入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+過多，帶正電荷。右池中由導(dǎo)線流過來的Cu棒(正極)上富集電子，Cu2+獲得電子沉積為Cu，溶液中Cu2+過少，SO42-過多，溶液帶負(fù)電荷。由于鹽橋的存在，其中Cl-向ZnSO4 溶液遷移，K+向CuSO4 溶液遷移，分別中和過剩的電荷，使溶液保持電中性，反

2、應(yīng)可以繼續(xù)進(jìn)行。 答案：C。點(diǎn)撥：與同單池的原電池一樣，活潑金屬做負(fù)極，不活潑的金屬做負(fù)極；為使溶液保持電中性，鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路，鹽橋既可溝通兩方溶液，又能阻止反應(yīng)物的直接接觸。2.設(shè)計(jì)感知例2：控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3+2I-2Fe2+I2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是A. 反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B. 反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原 C. 電流計(jì)讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D. 電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨電極為負(fù)極解析：乙中I失去電子放電，故為氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；由總反應(yīng)方程式知，F(xiàn)e3被還原成F

3、e2，B項(xiàng)正確；當(dāng)電流計(jì)為零時，即說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可證明反應(yīng)達(dá)平衡，C項(xiàng)正確。加入Fe2，導(dǎo)致平衡逆向移動，則Fe2失去電子生成Fe3，而作為負(fù)極，D項(xiàng)錯。答案：D。點(diǎn)撥：有鹽橋的原電池的兩個電極的材料可以不同，也可以相同，但環(huán)境絕對不同。一定要從總反應(yīng)的原理出發(fā)，分析原電池的正負(fù)極。3.知識遷移例3：已知反應(yīng)AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O，現(xiàn)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行下述操作：(I)向B杯內(nèi)逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)微安表指針偏轉(zhuǎn)；(II)若改向B燒杯中滴加40%NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)微安表指針與(I)實(shí)驗(yàn)的反向偏轉(zhuǎn)。 試回答下列問題：(1)兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？ (

4、2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?？試用化學(xué)平衡移動原理解釋之。(3)(I)操作過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為 ；(4)(II)操作過程中C2棒發(fā)生的反應(yīng)為 。解析：由于反應(yīng)AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O是可逆的，也是氧化還原反應(yīng)。而且滿足：不同環(huán)境中的兩電極（連接）；電解質(zhì)溶液（電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng)）；形成閉合回路。構(gòu)成原電池的三大要素。當(dāng)加酸時，c(H+)增大，平衡向正向移動；C1：2I-2e-=I2，這是負(fù)極；C2：AsO43-+2H+ +2e-=AsO33-+H2O，這是正極。當(dāng)加堿時，c(OH-)增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動：C1：I2+2e-=2I-

5、，這是正極；C2：AsO33-+ 2OH- -2e-=AsO43-+H2O，這是負(fù)極。答案：(1)兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。 (2)(I)加酸，c(H+)增大，平衡向正向移動，AsO43-得電子，I-失電子，所以C1極是負(fù)極， C2極是正極。(II)加堿，c(OH-)增大，平衡向逆反應(yīng)方向移AsO33-失電子，I2得電子，此時，C1極是正極，C2極是負(fù)極。故化學(xué)平衡向不同方向移動，發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即微安表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。 (3) 2I-2e-=I2 (4)AsO33-+2OH- -2e-=AsO43-+H2O點(diǎn)撥：G中指針往相反方向旋轉(zhuǎn)，暗示電路中電子

6、流向相反，說明總反應(yīng)的平衡移動方向相反。練習(xí)：1.下面甲、乙兩裝置都是銅-鋅原電池。 (1)甲、乙兩裝置中，正負(fù)極上的電極反應(yīng) ，反應(yīng)現(xiàn)象 。 A相同 B不同 (2)其中， 裝置能更徹底的將反應(yīng)所釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能。2.某原電池構(gòu)造如右圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是A在外電路中，電子由銀電極流向銅電極B取出鹽橋后，電流計(jì)的指針仍發(fā)生偏轉(zhuǎn)C外電路中每通過0.1 mol電子，銅的質(zhì)量理論上減小6.4 gD原電池的總反應(yīng)式為Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)23. 如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是（實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化）A杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端高B端低B杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端低