蘇教版選修四綜合復習 一等獎

原電池課程標準導航1.原電池的工作原理。2．能表示電極反應式和電池反應方程式。3．能設計原電池裝置。新知初探自學導引自主學習一、原電池原理1．原電池的概念和實質(zhì)(1)概念：將________轉(zhuǎn)化為_______的裝置。(2)實質(zhì)：利用能自發(fā)進行的_____________反應把化學能轉(zhuǎn)化為電能?；瘜W能電能氧化還原2．原電池工作原理(以鋅銅原電池為例)裝置示意圖現(xiàn)象鋅片________，銅片上有_____________,電流表指針發(fā)生________逐漸溶解紅色物質(zhì)沉積偏轉(zhuǎn)電極Zn電極Cu電極電極名稱負極正極得失電子失電子得電子電子流向流出流入反應類型氧化反應還原反應電極反應式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu總反應式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu3.原電池形成的條件(1)兩個_____________的電極；(2)______________

溶液；(3)形成________回路。(4)能自發(fā)地發(fā)生___________反應。活潑性不同電解質(zhì)閉合氧化還原二、原電池的設計1．依據(jù)理論上，能自發(fā)進行的________________均能設計成原電池。2．實際設計時應注意的幾個方面(1)外電路氧化還原反應還原性較強能導電電解質(zhì)陰、陽(3)閉合回路負極正極自主體驗1．下列裝置中，電流表指針能發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是(

)解析：選D。A項中鋅電極和乙燒杯中的電解質(zhì)溶液不能發(fā)生氧化還原反應，不能構(gòu)成原電池，A項錯誤；B項中冰醋酸不導電，不構(gòu)成原電池，B項錯誤；C項中裝置符合構(gòu)成原電池的條件，但兩極直接接觸，相當于短路，因此電路中無電流，C項錯誤。2．下列反應不可用于設計成原電池的是(

)A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2OB．Zn＋CuSO4===ZnSO4＋CuC．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3解析：選A。自發(fā)氧化還原反應理論上都可以設計成相應的原電池。但是A的反應為非氧化還原反應，所以不能設計成原電池。3.如圖所示裝置，下列說法正確的是(

)A．Cu為正極，Cu片上發(fā)生還原反應B．Cu為正極，Cu片上發(fā)生氧化反應C．Cu為負極，Cu片上發(fā)生還原反應D．Cu為負極，Cu片上發(fā)生氧化反應解析：選A。原電池的總反應為：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，所以銅作正極，銅片上發(fā)生還原反應。要點突破講練互動原電池正、負極的判斷方法探究導引1如何根據(jù)給定方程式判斷構(gòu)成原電池的正負極？提示：原電池正、負極的判斷基礎是自發(fā)進行的氧化還原反應，如果給出一個方程式判斷正、負極，可以直接根據(jù)化合價的升降來判斷，發(fā)生氧化反應的一極為負極，發(fā)生還原反應的一極為正極。要點歸納1．原電池的判定先分析有無外接電源，無外接電源的可能為原電池；然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是“四看”：一看電極——兩極為導體且存在活潑性差異(燃料電池的電極一般為惰性電極)。二看溶液——兩極插入電解質(zhì)溶液中。三看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸。四看本質(zhì)——有無自發(fā)的氧化還原反應發(fā)生。2．原電池正、負極的判斷方法負極正極電極材料較活潑的金屬較不活潑或非金屬電子流向電子流出的一極電子流入的一極電流流向電流流入的一極電流流出的一極離子移動方向陰離子移向的一極陽離子移向的一極反應類型發(fā)生氧化反應的一極發(fā)生還原反應的一極電極質(zhì)量變化電極質(zhì)量減輕的一極電極質(zhì)量增加的一極氣體產(chǎn)生產(chǎn)生氣體的一極(通常為H2)pH變化pH增大的一極(析氫或吸氧的電極中)特別提醒(1)原電池的電極類型不僅跟電極材料有關，還與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)有關。如鎂

鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池，鎂為負極，鋁為正極，但若以氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液，則鋁為負極，鎂為正極。(2)原電池中并非只有負極電極材料參與化學反應。有的兩極都參與化學反應，如可充電電池，有的兩電極材料都不參與化學反應，如氫氧燃料電池。即時應用1．有如圖所示的兩個原電池裝置，下列說法不正確的是(

)A．A池中負極的電極反應為Mg－2e－===Mg2＋B．Mg在A池中為負極，在B池中為正極C．B池中電子的流向：Mg→AlD．原電池工作一段時間后，A池溶液的pH會增大解析：選C。判斷原電池正負極，除考慮活潑性還要注意電解質(zhì)溶液對正負極的影響。對于稀硫酸來說，鎂是比鋁更活潑的金屬；但對于氫氧化鈉溶液來說，鋁是比鎂更活潑的金屬，所以A池中鎂是負極，B池中鋁是負極，B對；A池中電極反應為Mg－2e－===Mg2＋，A對；B池中電子流向為Al―→Mg，C項錯。A池中正極2H＋＋2e－===H2↑，隨著反應進行，c(H＋)減少，pH增大，D對。探究導引2為什么鋅與稀硫酸反應時，加入少量CuSO4，會使反應速率加快？提示：鋅與稀硫酸反應時，加入少量CuSO4，Cu2＋被鋅置換出來，生成的單質(zhì)Cu附著在鋅的表面，此時會發(fā)生原電池反應，鋅為負極，使反應速率加快。原電池原理的應用要點歸納1．加快氧化還原反應的速率在金屬與酸溶液的置換反應中，通過形成原電池而使反應速率加快。2．比較金屬活動性的強弱例如：有兩種金屬a和b，用導線連接后插入到稀H2SO4中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出a是負極，b是正極,由原電池原理可知,金屬活動性a＞b。3．設計化學電池例如：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2為依據(jù)，設計一個原電池。(1)將氧化還原反應拆成氧化反應和還原反應兩個半反應，分別作原電池的負極和正極電極反應式。負極：Cu－2e－===Cu2＋正極：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋(2)確定電極材料若發(fā)生氧化反應的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接作負極；若為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子，可用惰性電極(如Pt、碳棒)作負極。發(fā)生還原反應的電極材料必須比負極材料活潑性差。本例中可用銅棒作負極，用鉑絲或碳棒作正極。(3)確定電解質(zhì)溶液一般選用反應物中的電解質(zhì)溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作電解質(zhì)溶液。(4)構(gòu)成閉合回路。4．尋求和制造干電池和蓄電池等化學能源5．用于金屬的防護如要保護一個鐵閘?？捎脤Ь€將其與一鋅塊相連，使鋅作原電池的負極，鐵閘作正極。特別提醒設計原電池時，若氧化還原方程式無明確的電解質(zhì)溶液，可用水作電解質(zhì)，但為了增強其導電性，通常加入強堿或一般的強酸，如燃料電池，水中一般要加入KOH或H2SO4；若給出的是離子方程式，則電解質(zhì)溶液是含氧化性離子的酸或可溶性鹽，此時電解質(zhì)不惟一。即時應用2．把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時,a為負極。c、d相連時，電流由d到c。a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡。b、d相連時,b極上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為(

)A．a(chǎn)＞b＞c＞d

B．a(chǎn)＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞dD．b＞d＞c＞a解析：選B。根據(jù)原電池原理，作為負極的金屬的活動性比正極金屬的活動性強。電子流動方向是負極流向正極，電流方向與電子流動方向相反，溶液中的H＋在正極上得電子生成H2，因此可依次作出如下判斷：活動性a＞b，c＞d，a＞c，d＞b,綜合得到結(jié)論：金屬活動性順序為a＞c＞d＞b，所以B項正確。題型探究權威預測原電池的工作原理及構(gòu)成條件例1(2010·高考廣東卷改編題)銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是(

)A．正極反應為：Zn－2e－===Zn2＋B．電池反應為：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外電路中，電子從正極流向負極D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液【解析】

Zn是原電池的負極，故A錯；原電池總反應與沒有形成原電池時的氧化還原反應相同，故B正確；根據(jù)閉合回路的電流方向，在外電路中，電流由正極流向負極，因電子流向與電流的方向相反，即電子由負極流向正極，故C錯誤；在溶液中，陽離子向正極移動，故D錯?！敬鸢浮?/p>

B【易誤警示】

(1)注意電子與電流的方向：原電池中電子流向由負極到正極，外電路電流流向與之相反。(2)原電池中，電池可能與電解質(zhì)溶液反應，也可能與電解質(zhì)溶液不反應。

M、N、P、E四種金屬，①M＋N2＋===N＋M2＋

②M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡原電池原理的應用例2③N、E用導線連接放入E的硫酸溶液中，電極反應為E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。四種金屬的還原性由強到弱順序是(

)A．PMNE

B．ENMPC．PNMED．EPMN【解析】由①知，活潑性M＞N，M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面產(chǎn)生氣泡，構(gòu)成原電池正極，活潑性P＞M；N、E構(gòu)成的原電池N作負極，活潑性N＞E?！敬鸢浮?/p>

A原電池正負極活潑性的實驗探究

原電池的電極類型不僅跟電極的金屬活動性有關，還與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)有關。電解質(zhì)溶液的性質(zhì)也直接關系到電極產(chǎn)物的存在形式。熱點示例思維拓展[經(jīng)典案例]

甲、乙兩位同學均想利用原電池反應驗證金屬的活動性順序，并探究產(chǎn)物的有關性質(zhì)，分別設計了如圖所示的原電池,請完成下列問題：(1)甲池中正極上的實驗現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(2)乙池中總反應的離子方程式為________________________________________________________________________。(3)上述實驗證明了“利用金屬活動性順序表可直接判斷原電池正負極”，這種作法________(填“可靠”或“不可靠”)，如不可靠,請你提出另一種判斷原電池正負極的可行的方案_____________________________________________________________