高中化學(xué)專(zhuān)題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二單元第1課時(shí)原電池的工作原理學(xué)案選修4

原電池的工作原理

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：以銅鋅原電池為例，從宏觀和微觀的角度分

析理解原電池的工作原理，能正確判斷原電池的正極和負(fù)極，會(huì)書(shū)寫(xiě)其電極反應(yīng)式。2.變化

觀念與平衡思想：進(jìn)一步理解化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)從簡(jiǎn)單原電池發(fā)展到帶有鹽橋

原電池的過(guò)程變化，并能理解帶有鹽橋原電池的實(shí)用性。

|新知導(dǎo)學(xué)啟迪思維探究規(guī)律

一、原電池的工作原理

1.原電池的構(gòu)造與工作原理

銅鋅原電池如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

鋅帥憚片

st三mt

CuSO,溶液

(1)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

①鋅片逐漸溶解,銅片逐漸加厚變亮,硫酸銅溶液顏色變淺;

②電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),裝置中的能量變化是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

(2)電極名稱(chēng)和電極反應(yīng)

①鋅電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式是Zn—2e-=Zi?+；

②銅電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式是Ci?++2e-=Cu；

③電池總反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cuo

(3)電子流動(dòng)方向和電流方向

①外電路：電子由鋰電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向蛔電極，電流由弱電極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向性電極；

②內(nèi)電路：陽(yáng)離子移向銅電極(正極),陰離子移向鋅電極(負(fù)極)。

(4)原電池構(gòu)成的條件：具有活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極,二者直接或間接地連在一起，插入電解

質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中,且能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。下列圖示裝置能形成原電池的是ADo

歸納總結(jié)

(1)原電池原理是將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行，還原劑在負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),

電子通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向正極，氧化劑在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。

(2)原電池工作原理示意圖

電子沿導(dǎo)線(xiàn)由負(fù)極向正極傳遞產(chǎn)生電流

發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)

電解質(zhì)溶液

【例1】由原電池相關(guān)知識(shí)判斷正誤(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”)

(1)原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應(yīng)(義)

(2)原電池中電流的方向是負(fù)極f導(dǎo)線(xiàn)f正極(X)

(3)原電池中負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)(X)

(4)銅鋅原電池中電子由鋅電極經(jīng)過(guò)溶液流向銅電極(X)

(5)在原電池中陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極(J)

(6)銅、鋅與硫酸組成的原電池中，鋅為負(fù)極，質(zhì)量減少，銅為正極，質(zhì)量不變(J)

思維啟迪一一原電池正極和負(fù)極的判斷

判斷依據(jù)正極負(fù)極

電極材料不活潑金屬或非金屬活潑金屬

電子流向電子流入電子流出

電極反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)

電極常見(jiàn)現(xiàn)象電極增重或產(chǎn)生氣體電極減輕

離子移向陽(yáng)離子移向陰離子移向

【相關(guān)鏈接】

(1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。如果給出電池總

反應(yīng)，可以直接根據(jù)元素化合價(jià)的升降來(lái)判斷。

(2)在判斷原電池正、負(fù)極時(shí)，不要只考慮金屬活潑性的相對(duì)強(qiáng)弱，還要考慮其能否與電解質(zhì)

溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

①鎂、鋁和稀鹽酸構(gòu)成的原電池中，鎂作負(fù)極，鋁作正極；若把稀鹽酸換為氫氧化鈉溶液，

則鋁作負(fù)極，鎂作正極。

②鋁、銅和氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池中，鋁作負(fù)極；若把氫氧化鈉溶液換為濃硝酸，則銅

作負(fù)極。

2.鹽橋原電池(或雙液原電池)

按下圖所示裝置完成實(shí)驗(yàn)，并回答下列問(wèn)題:

(D實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

①鋅片逐漸溶解,銅片逐漸加厚變亮;

②電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);

③硫酸銅溶液的顏色變淺。

(2)離子移動(dòng)方向

①硫酸鋅溶液中：Q向鹽橋移動(dòng)；

②硫酸銅溶液中：Q向銅極移動(dòng)；

③鹽橋中：K+移向正極區(qū)(CuSO,溶液),C「移向負(fù)極區(qū)(ZnSO,溶液)。

(3)若取出裝置中的鹽橋，電流計(jì)的指針是否還會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？不偏轉(zhuǎn),原因是取出鹽橋，該裝

置不能構(gòu)成閉合回路，不能形成原電池。

L歸納總結(jié)----------------------------------)

原電池中鹽橋的作用

(1)構(gòu)成閉合回路，形成原電池。

(2)避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應(yīng)，有利于最大程度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

(3)鹽橋中的陰、陽(yáng)離子定向遷移，使電解質(zhì)溶液保持電中性，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定

放電。

【相關(guān)鏈接】

（1）簡(jiǎn)單銅鋅原電池與鹽橋原電池的比較

|+

鹽橋

ZnCui

ZnCu

二

三E:二

1moi?L-!K

二USO4溶也

ZnS0,11僦Cu<容液

①用一個(gè)充滿(mǎn)電解質(zhì)溶液的鹽橋，將

將銅片和鋅片用導(dǎo)線(xiàn)連接，并置有鋅片的ZnSO,溶液和置有銅片的

在中間串聯(lián)一個(gè)電流計(jì)?：平行CuSOi溶液連接起來(lái)，然后將鋅片和

實(shí)驗(yàn)步驟

插入盛有Imol?L—'CuSOi溶銅片用導(dǎo)線(xiàn)連接，并在中間串聯(lián)一個(gè)

液的燒杯中，觀察現(xiàn)象電流計(jì)，觀察現(xiàn)象；

②取出鹽橋，觀察現(xiàn)象

①電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；

電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

實(shí)②取出鹽橋，電流計(jì)的指針回到原點(diǎn)

驗(yàn)①左邊燒杯中的鋅片逐漸溶解，右邊

現(xiàn)鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色燒杯中的銅片上有紅色固體析出；

電極變化

象固體析出②取出鹽橋，銅片上不再有固體析

出，鋅片也不再溶解

銅片：Cu"+2e-=Cu（還原反應(yīng)）

電極反應(yīng)鋅片：Zn-2e—=Zn2+（氧化反應(yīng)）

電池總反應(yīng)：Cu21+Zn=Cu+Zn21

（2）原電池原理中的注意事項(xiàng)

①只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

②電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)與導(dǎo)線(xiàn)中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合

回路。

③原電池中電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液，溶液中的離子不能通過(guò)鹽橋。

④原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)。

【例2】關(guān)于下圖所示的原電池，下列說(shuō)法正確的是（）

A.電子從鋅電極通過(guò)電流計(jì)流向銅電極

B.鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移

C.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)是2H++2e-=Hzt

D.取出鹽橋后，電流計(jì)指針仍會(huì)偏轉(zhuǎn)，銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變

答案A

解析鋅片作負(fù)極，銅片作正極，電子從負(fù)極流向正極，A選項(xiàng)正確；鹽橋中的陰離子向負(fù)

極移動(dòng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生的反應(yīng)為O?++

2e.=Cu,C選項(xiàng)錯(cuò)誤；取出鹽橋后不能形成原電池，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)，銅電極在反應(yīng)后

質(zhì)量增加，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】鹽橋原電池

【例3】根據(jù)原電池的工作原理，寫(xiě)出下列電池的電極反應(yīng)式。

(1)將鐵片、銅片用導(dǎo)線(xiàn)連接后，置于稀硫酸中，形成原電池：

①正極反應(yīng)式是__________________________;

②負(fù)極反應(yīng)式是；

③原電池總反應(yīng)的離子方程式是.

(2)有人用原電池原理除去銀器皿表面的黑色硫化銀，其處理方法：將一定濃度的食鹽溶液放

入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時(shí)間后，有臭雞蛋氣味的氣體放出，

銀表面的黑色會(huì)褪去而銀不會(huì)損失。在此形成的原電池中：

①負(fù)極反應(yīng)式是；

②正極反應(yīng)式是;

③總反應(yīng)方程式是o

+-

答案(1)@2H+2e^H2t②Fe—2e-^Fe"③Fe+2H'^Fe-'++H2t

-3+

(2)@2Al-6e=2Al②3AgzS+6e-=6Ag+3S"(§)3Ag2S+2A1+6H20=6Ag+2A1(OH)3

+3H2st

解析(2)要善于抓住題示信息。“黑色褪去而銀不會(huì)損失”，必然發(fā)生變化：Ag2s-Ag,

2-

顯然這是原電池的正極反應(yīng):3Ag2S+6e-=6Ag+3S,負(fù)極反應(yīng)應(yīng)為活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)：

2Al-6e-=2Al3+,正極生成的S，一和負(fù)極生成的A1，+在溶液中都能水解且相互促進(jìn)：2A1計(jì)

2-

+3S+6H2O=2A1(OH)3+3H2St,有臭雞蛋氣味的硫化氫氣體產(chǎn)生。原電池的總反應(yīng)為上述

三個(gè)反應(yīng)式的加合：3Ag￡+2Al+6HQ=6Ag+2Al(OH)3+3H2St。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷

方法點(diǎn)撥-----般電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法

(1)判斷原電池的正、負(fù)極，即找出氧化劑和還原劑。

(2)結(jié)合介質(zhì)的酸堿性確定還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。

(3)寫(xiě)出電極反應(yīng)式，將兩式相加得總反應(yīng)式。

【例4】根據(jù)下列原電池的總反應(yīng)式，寫(xiě)出其電極反應(yīng)式。

(1)利用反應(yīng)2CU+02+2H￡0,=2CUS0,+2FW可制備硫酸銅，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其

負(fù)極反應(yīng)式是,

正極反應(yīng)式是O

(2)某原電池總反應(yīng)為2FeO「+3H2=Fe203+40fT+H2。，在該原電池中：

負(fù)極反應(yīng)式是；

正極反應(yīng)式是。

-2++

答案(l)2Cu-4e=2Cu02+4e-+4H=2H20

--

(2)3H2-6e^+60H=6H202Fe0r+5H20+6e-=Fe203+100H

解析(1)將總方程式拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，還原劑在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng):

2Cu-4e-=2Cu2+；氧化劑在正極上發(fā)生還原反應(yīng)：0,+4e+4H+=2比0。(2)將總方程式拆

成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，還原劑在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)：3H2—6院+60/=640；

-

氧化劑在正極上發(fā)生還原反應(yīng)：2Fe0r+5H20+6e=Fe203+100H。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷

方法點(diǎn)撥一一已知總反應(yīng)式，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的方法

(1)分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價(jià)變化情況，找出氧化劑及其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化

劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑發(fā)生的反應(yīng)即為負(fù)極

反應(yīng)。

(2)當(dāng)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時(shí)，還應(yīng)注意電解質(zhì)參與的反應(yīng)。

(3)若有一電極反應(yīng)式較難書(shū)寫(xiě)，可先寫(xiě)較易寫(xiě)出的電極反應(yīng)式，然后利用總反應(yīng)式減去該電

極反應(yīng)式即可得到另一電極反應(yīng)式。

二、原電池原理的應(yīng)用

1.比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱

對(duì)于酸性電解質(zhì)，一般是負(fù)極金屬的活動(dòng)性較強(qiáng),正極金屬的活動(dòng)性較弱。

例如：a和b兩種金屬，用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生,

則a為負(fù)極，b為正極，金屬活動(dòng)性a》。

2.加快氧化還原反應(yīng)的速率

構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快。

例如：實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)，粗鋅比純鋅與稀硫酸反應(yīng)速率快；或向溶液中滴入幾滴硫酸銅溶

液，產(chǎn)生氫氣的速率加快。

3.設(shè)計(jì)化學(xué)電池

(1)理論上，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。

(2)外電路：還原性較強(qiáng)的物質(zhì)在負(fù)極上失去電子,氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)在正極上得到電子。

(3)內(nèi)電路：將兩電極浸入電解質(zhì)溶液中，陰、陽(yáng)離子作定向移動(dòng)。

【例5】依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Cu+2Ag+=Cu2++2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。

電流計(jì)

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)電極X的材料是,電解質(zhì)溶液Y是。

(2)銀電極的電極反應(yīng)式是

X電極的電極反應(yīng)式是?

⑶外電路中的電子是從極流向極。

(4)該原電池的正極是,還可以選用等材料

(5)如果將裝置圖中的兩個(gè)燒杯換成一個(gè)燒杯，是否還需要硫酸銅溶液？

答案(1)銅硝酸銀溶液(2)2Ag++2e-=2AgCu-2e-=Cu2+(3)負(fù)(或銅)正(或

銀)(4)銀伯、石墨(5)不需要

解析原電池中負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，鹽橋起到形成閉合回路、平衡

電荷的作用。由總反應(yīng)方程式可知電極X的材料是Cu,發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液Y是可溶

性銀鹽溶液，常用AgN03溶液。電極反應(yīng)式如下，負(fù)極：Cu-2e-=Cu2+,正極：2Ag++2e-

=2Ag,電子由負(fù)極(Cu)流出，經(jīng)外電路流向正極(Ag)。

【考點(diǎn)】原電池工作原理的應(yīng)用

【題點(diǎn)】設(shè)計(jì)原電池

C-方法點(diǎn)撥--------------------------------)

原電池的設(shè)計(jì)方法一一“兩極一液一連線(xiàn)”

(1)根據(jù)電池總反應(yīng)式寫(xiě)出正極和負(fù)極的電極反應(yīng)式。

(2)電極材料的選擇：電池的電極必須導(dǎo)電。一般電池中的負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng),

容易失去電子，因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料，所以正極和負(fù)極不能用同一種材料，兩個(gè)

電極可以是活潑性不同的兩種金屬或一種金屬和一種非金屬。

(3)電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液是為正極提供放電的物質(zhì)，一般能夠與負(fù)極發(fā)生氧化還原

反應(yīng)。

(4)形成閉合回路。

【相關(guān)鏈接】

根據(jù)原電池原理設(shè)計(jì)原電池

(1)原電池的設(shè)計(jì)原理

①用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作負(fù)極，向外電路提供電子。

②用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作正極，從外電路中得到電子。

③原電池內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，通過(guò)陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)形成內(nèi)電路。

(2)原電池的設(shè)計(jì)思路

首先以自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)原電池，把氧化還原反應(yīng)分解為氧化反應(yīng)和還

原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，從而確定電極反應(yīng)；其次，以?xún)呻姌O反應(yīng)原理為依據(jù)，確定電極材料和

電解質(zhì)溶液；最后，用導(dǎo)線(xiàn)連接構(gòu)成閉合回路。

(3)確定電極材料

如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接作負(fù)極。

兩電極材料的選擇包括以下幾種情況：

①活動(dòng)性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池中，鋅作負(fù)極，銅作正極。

②金屬和非金屬。如鋅鎰干電池中，鋅作負(fù)極，石墨作正極。

③金屬和化合物。如鉛蓄電池中，鉛板作負(fù)極，二氧化鉛作正極。

④均為惰性電極。如氫氧燃料電池中，正負(fù)極均為Pt電極。

注意兩個(gè)電極必須均能導(dǎo)電。

(4)確定電解質(zhì)溶液

一般來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子要在正極發(fā)生還原反應(yīng)，而電解質(zhì)溶液中的陰離子一般不

參與反應(yīng)，可根據(jù)實(shí)際情況確定電解質(zhì)溶液。若設(shè)計(jì)的原電池中含有鹽橋，需保證每個(gè)半電

池中電極與電解質(zhì)溶液均不能發(fā)生反應(yīng)。

說(shuō)明設(shè)計(jì)原電池時(shí)，若氧化還原反應(yīng)中無(wú)明顯的電解質(zhì)溶液，可用水，但為了增強(qiáng)其導(dǎo)電

能力，往往向其中加入少量強(qiáng)堿或強(qiáng)酸。

【例61(2018?銅仁一中期中)把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線(xiàn)兩兩相連組

成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)

生大量氣泡。b、d相連時(shí),b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?)

A.a>b>c>dB.a>c>d>b

C.c>a>b>dD.b>d>c>a

答案B

解析原電池中，活潑金屬作負(fù)極，失去電子。a、b相連時(shí)a為負(fù)極，a>b；c、d相連時(shí),

c為負(fù)極，Od；a、c相連時(shí)，c為正極，a>c；b、d相連時(shí)，b為正極，d>b。由此可得

金屬活動(dòng)性：a>c>d>bo

【考點(diǎn)】原電池工作原理的應(yīng)用

【題點(diǎn)】比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱

⑥學(xué)習(xí)小結(jié)

I電子流.疥T|

T電極判斷依據(jù)I

I能量變化1

T原&池1一|電極反應(yīng)類(lèi)型I

I構(gòu)成條件卜~

T電極反應(yīng)式書(shū)到

|離了*動(dòng)方向|

|達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)

1.在如圖所示的水果（檸檬）電池中，外電路上的電流從X電極流向Y電極。若X為鐵，則Y

可能是（）

A.鋅B.石墨

C.銀D.銅

答案A

解析電流的方向與電子的移動(dòng)方向相反，由已知條件知電子由Y電極流向X電極，因此Y

電極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)于鐵，故Y電極只能為選項(xiàng)中的鋅。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】原電池的構(gòu)成與工作原理

2.（2018?福建四地六校高二月考）某原電池裝置如圖所示。下列有關(guān)敘述中正確的是（）

石墨

NaCl溶液稀HfO,

鹽橋中裝有含KCI

飽和溶液的瓊脂

A.電池工作中，鹽橋中的向負(fù)極移動(dòng)

B.負(fù)極反應(yīng)式：2H++2屋=也t

C.工作一段時(shí)間后，兩燒杯中溶液pH均不變

D.Fe作正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

答案A

解析根據(jù)原電池工作原理，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋的作用是構(gòu)成閉

合回路和平衡兩燒杯中的電荷，所以C廠(chǎng)向負(fù)極移動(dòng)，故A正確；鐵作負(fù)極：Fe—2e-=Fe",

正極反應(yīng)式為2H，+2e-==H21,故B錯(cuò)誤；左燒杯中pH基本不變，右燒杯中消耗『，c（M）減

小，pH增大，故C錯(cuò)誤；總反應(yīng)方程式為Fe+2H+=Fe2++&f,鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，

故D錯(cuò)誤。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】鹽橋原電池

3.（2018?南京市裸水高級(jí)中學(xué)期中）以海水為電解質(zhì)的Mg-AgCl電池在軍事上可用作電動(dòng)

魚(yú)雷的電源，其電池反應(yīng)離子方程式為：2AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl,該電池工作時(shí)，下

列說(shuō)法正確的是（）

A.正、負(fù)極的質(zhì)量均減少

B.AgCl電極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.電子由AgCl經(jīng)外電路流向Mg

D.實(shí)現(xiàn)了電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化

答案A

解析負(fù)極反應(yīng)式為Mg—2e-=Mg",正極反應(yīng)式為2Agel+2e-=2Ag+2C『，由正、負(fù)極

的電極反應(yīng)式可知，正、負(fù)極的質(zhì)量均減少，故A正確，B錯(cuò)誤；電子由Mg經(jīng)外電路流向AgCl,

故C錯(cuò)誤；原電池中實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。

4.（2018?大連高二期末）某原電池總反應(yīng)為：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,下列能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)

的原電池是（）

ABCD

電極材料Cu、CCu、AgCu、ZnFe、Zn

電解質(zhì)溶液Fe(N03)3FeSOiFeC13CuSOi

答案A

解析根據(jù)原電池的總反應(yīng)可知，Cu的化合價(jià)升高，Cu作負(fù)極，電解質(zhì)溶液應(yīng)含有Fe",

另一個(gè)電極應(yīng)為比Cu不活潑的導(dǎo)電物質(zhì)，A正確；電解質(zhì)溶液中不含F(xiàn)e3+,B錯(cuò)誤；Zn比銅

活潑，鋅作負(fù)極，C錯(cuò)誤；發(fā)生的電池總反應(yīng)是Zn+Cu2+=Zn"+Cu,D錯(cuò)誤。

【考點(diǎn)】原電池工作原理的應(yīng)用

【題點(diǎn)】比較金屬活潑性強(qiáng)弱

5.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

A門(mén)BC門(mén)BD門(mén)A

裝置

j甲1乙|丙

稀H?SCCi60,溶夜版H2so4

現(xiàn)象金屬A不斷溶解形成二價(jià)金屬離子C極質(zhì)量增加A極有氣泡產(chǎn)生

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：

(D裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是.

(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是。

(3)裝置丙中溶液的pH(填“變大”“變小”或“不變”兀

(4)四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是o

答案(1)A—2e-^A^(2)Cu~++2e-^Cu

(3)變大(4)D>A>B>C

解析甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負(fù)極、B為

正極，活動(dòng)性A>B；乙中C極增重，即析出Cu,則B為負(fù)極，活動(dòng)性B>C；丙中A上有氣

泡即H?產(chǎn)生，則A為正極，活動(dòng)性D>A,隨著H+的消耗，pH變大。

【考點(diǎn)】原電池的相關(guān)綜合

【題點(diǎn)】原電池的綜合應(yīng)用

|課時(shí)對(duì)點(diǎn)練注重雙基強(qiáng)化落實(shí)

土對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

題組一原電池的構(gòu)成及工作原理

1.下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是()

答案A

解析裝置B、C中無(wú)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生；D不能形成閉合回路；只有A能形成原電池，銅電極上

有氫氣產(chǎn)生。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】原電池的構(gòu)成與工作原理

2.如圖，下列說(shuō)法不正確的是()

A.在①裝置中鋅棒逐漸變細(xì)，銅棒無(wú)變化

B.在②裝置中鋅棒逐漸變細(xì)，銅棒逐漸變粗

C.在②裝置中部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能

I）.在①②裝置中鋅棒均被氧化

答案B

解析A項(xiàng)，在①裝置中鋅與氫離子反應(yīng)生成鋅離子和氫氣，鋅棒變細(xì)，銅不與氫離子反應(yīng),

銅棒沒(méi)有變化；B項(xiàng)，在②裝置中鋅棒與銅棒通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接形成閉合回路，構(gòu)成原電池，鋅

失去電子轉(zhuǎn)化為鋅離子，鋅棒變細(xì)，氫離子在銅棒上得電子生成氫氣，銅棒不會(huì)變粗；C項(xiàng),

②裝置實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化；D項(xiàng)，在①②裝置中，鋅均失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，被

氧化。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】原電池的構(gòu)成與工作原理

3.如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線(xiàn)連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示。

關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是（）

A.外電路的電流方向?yàn)閄—外電路fY

B.若兩電極分別為鐵和碳棒，則X為碳棒，Y為鐵

C.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)

D.若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄>Y

答案D

解析由圖可知，原電池外電路中電子由X極流向Y極，則X極為負(fù)極，Y極為正極。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】原電池的構(gòu)成與工作原理

4.（2019?臺(tái)州市書(shū)生中學(xué)月考）如圖是Zn和Cu形成的原電池，則下列結(jié)論中正確的是（）

II

①銅為陽(yáng)極，鋅為陰極；②銅極上有氣泡生成；③sol向銅極移動(dòng)；④若有0.5mol電子流經(jīng)

導(dǎo)線(xiàn)，則可產(chǎn)生5.6L氣體；⑤電子的流向是銅到鋅；⑥負(fù)極反應(yīng)式：Zn-2e-=Zn2+

A.①②B.?@@C.②④⑥D(zhuǎn).②⑥

答案D

解析①Zn和Cu、稀硫酸構(gòu)成原電池放電時(shí)，鋅作負(fù)極，銅作正極，錯(cuò)誤；③溶液中陰離子

向負(fù)極即向鋅極移動(dòng)，錯(cuò)誤；④沒(méi)有說(shuō)明氣體存在的外界條件，所以氫氣的體積不一定是

5.6L,錯(cuò)誤；⑤電子的流向是從負(fù)極到正極，即從鋅極到銅極，錯(cuò)誤；②⑥符合題意。

5.如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置，下列敘述中正確的是（）

A.電極I上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的負(fù)極

B.電極H的電極反應(yīng)式為Cu~+2e-=Cu

C.該原電池的總反應(yīng)：2Fe"++Cu=Cu"~+2Fe"+

D.鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞電子

答案C

解析該原電池所發(fā)生的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是F4+與Cu的反應(yīng)，C正確；電極I上發(fā)生還原反應(yīng)，作

正極，A錯(cuò)；電極II為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+,B錯(cuò)；電子在負(fù)極上產(chǎn)生后經(jīng)導(dǎo)

線(xiàn)聚集在正極后被吸收掉，不可能通過(guò)溶液和鹽橋，D錯(cuò)。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】鹽橋原電池

題組二原電池電極的判斷和電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)

6.對(duì)于原電池的電極名稱(chēng)，敘述錯(cuò)誤的是（）

A.發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極

B.正極為電子流入的一極

C.比較不活潑的金屬為負(fù)極

D.電流流出的一極為正極

答案C

解析原電池中相對(duì)活潑的金屬為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；相對(duì)不活潑的金屬（或非金屬導(dǎo)體）

為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】原電池正極和負(fù)極的判斷

7.鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多

種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)方程式為L(zhǎng)i+MnO2=LiMnO2,下列說(shuō)法正確的是（）

A.Li是正極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i—e-=Li'

B.Li是負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i—1=巾*

C.MnOz是負(fù)極，電極反應(yīng)式為MnO2+e-=MnO;

D.Li是負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-2e-=Li"

答案B

解析由總反應(yīng)方程式Li+Mn（）2=LiMnO2可知，Li元素在反應(yīng)后化合價(jià)升高（Of+1）,Mn

元素在反應(yīng)后化合價(jià)降低（+4-+3）°Li被氧化，在電池中作負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i—底=e

+,MnOz在正極上得電子，電極反應(yīng)為MnO2+e-=MnO「。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷

8.原電池的電極反應(yīng)式不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的

是（）

A.由Fe、Cu、FeCL溶液組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2屋=&/+

B.由金屬Al、Cu和稀硫酸組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為A1—3e-=Al，+

C.由Al、蛇、NaOH溶液組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為Al+40H--3e-=A107+2H2

I）.由金屬Al、Cu和濃硝酸組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為Cu—2e-=Cu"

答案A

解析鐵比銅活潑，鐵作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Fe—2e-=Fe?+,故A錯(cuò)誤：鋁比銅活潑，鋁

作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-=Al'+,故B正確；雖然鎂比鋁活潑，但鎂不與氫氧化鈉溶

液反應(yīng)，因此鋁作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Al+40I「-3e-=A10：+2HQ,故C正確；A1與濃硝

酸發(fā)生鈍化反應(yīng)，則銅作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-=Ci?+,故D正確。

【考點(diǎn)】原電池的工作原理

【題點(diǎn)】電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷

題組三原電池工作原理的應(yīng)用

9.MN、P、E四種金屬：①M(fèi)+N?+=N+M2+②M、P用導(dǎo)線(xiàn)連接放入硫酸氫鈉溶液中，M

表面有大量氣泡③N、E用導(dǎo)線(xiàn)連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為E2++2e-=E,N

2+

-2e-=N?四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是（）

A.P、M、N、EB.E、N、M、P

C.P、N、M、ED.E、P、M、N

答案A

解析由①知，金屬活動(dòng)性M>N；M、P用導(dǎo)線(xiàn)連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面產(chǎn)生氣泡，

M作原電池正極，活動(dòng)性P>M；N、E構(gòu)成的原電池中N作負(fù)極，活動(dòng)性N>E。

【考點(diǎn)】原電池工作原理的應(yīng)用

【題點(diǎn)】比較金屬活潑性強(qiáng)弱

10.a、b兩個(gè)燒杯中均盛有100mL等濃度的稀H2S0?將足量的兩份鋅粉分別加入兩個(gè)燒杯

中，同時(shí)向a中加入少量CuSOi溶液，下列產(chǎn)生氫氣的體積(。與時(shí)間(力的關(guān)系正確的是

()

oto

CD

答案B

解析HzSO,的物質(zhì)的量相等、Zn粉過(guò)量,1卜的量由IbSO,的物質(zhì)的量決定。a中部分Zn與CuSO,

發(fā)生反應(yīng)置換出Cu并形成“ZnlHzSO/Cu”原電池，反應(yīng)速率加快，但產(chǎn)生H2的體積相等。

【考點(diǎn)】原電池工作原理的應(yīng)用

【題點(diǎn)】判斷化學(xué)反應(yīng)速率的大小

11.某原電池的電池反應(yīng)為Fe+2Fe，+=3Fe2+,與此電池反應(yīng)不符的原電池是()

A.銅片、鐵片、FeCL溶液組成的原電池

B.石墨、鐵片、Fe(NOa)3溶液組成的原電池

C.鐵片、鋅片、Fe?(SO,)3溶液組成的原電池

D.銅片、鐵片、Fe(NO。3溶液組成的原電池

答案C

解析由電池反應(yīng)可知，鐵作負(fù)極，鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。C項(xiàng)中，由于鋅的活潑性大

于鐵，故鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，與電池反應(yīng)不符。

【考點(diǎn)】原電池工作原理的應(yīng)用

【題點(diǎn)】設(shè)計(jì)原電池

12.某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)Zn+2FeCh=ZnCk+2FeC12,設(shè)計(jì)了如圖所示的原電池裝置,

下列說(shuō)法正確的是()

二基且弗隆

FeCl,溶液

A.Zn為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.b電極反應(yīng)式為2Fe"+2e-=2Fe2+

C.電子流動(dòng)方向是a電極一FeCL；溶液一b電極

D.電池的正極材料可以選用石墨、伯電極，也可以用銅

答案D

解析根據(jù)的移動(dòng)方向可知，b電極為負(fù)極，a電極為正極，根據(jù)電池反應(yīng)式可知，Zn

發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b電極反應(yīng)式為Zn—2e-=Zn2+,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；電子流動(dòng)方向是

b電極一導(dǎo)線(xiàn)一a電極，C錯(cuò)誤；正極材料的活潑性應(yīng)比負(fù)極材料弱，D正確。

【考點(diǎn)】原電池工作原理的應(yīng)用

【題點(diǎn)】設(shè)計(jì)原電池

X綜合強(qiáng)化

13.能源是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱之一，化學(xué)在提高能源的利用率和開(kāi)發(fā)新能源中起到了

重要的作用。電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛的二次能源。

(1)下列裝置中能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是(填字母)。

ncu

H2SO,溶液

B

ZnSO,溶液CuSO,溶液

D

(3)該裝置中溶液里的陰離子移向(填電極的化學(xué)式)極。

(4)若裝置中轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，則理論上溶液增加的質(zhì)量是。

答案(DC⑵2H++2屋=2(3)Zn

(4)6.3g

解析(1)原電池的構(gòu)成條件：①有兩個(gè)活潑性不同的電極，②將電極插入電解質(zhì)溶液中，③

兩電極間構(gòu)成閉合回路