原電池和鹽橋原電池

1、一、原電池【思考】判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“”(1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極()(2)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)()(3)在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)()(4)帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時間長()【例1】選用下列試劑和電極：稀 H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、鐵棒、銅棒、鉑棒，組成如圖所示的原電池裝置(只有兩個電極)，觀察到電流計的指針均明顯偏轉(zhuǎn)，則其可能的組合共有()A6種 B5種C4種 D3種【變式1-1】下列裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是()【變式1-2】分析下圖所示的四個原電池裝

2、置，其中結(jié)論正確的是()A.中Mg作負(fù)極，中Fe作負(fù)極B.中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH3H2C.中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2D.中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2【變式1-3】原電池的電極反應(yīng)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)。下列說法中不正確的是()A由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式：Al3e=Al3B由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式：Al3e4OH=AlO22H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式：Cu2e=Cu2D由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式：Cu2e=Cu2【釋疑】1、鹽

3、橋的組成和作用：(1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。(2)鹽橋的作用：連接內(nèi)電路，形成閉合回路；平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。2.單池原電池和鹽橋原電池的對比圖1和圖2兩裝置的相同點：正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。負(fù)極：Zn2e=Zn2正極：Cu22e=Cu總反應(yīng)：ZnCu2=CuZn2不同點：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2，會有一部分Zn與Cu2直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會升高。圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個池子中，Zn與Cu2不直接接觸，不存在Zn與Cu2直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)

4、化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。關(guān)鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)?！纠}2】依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題：（1）電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_；（2）銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_；（3）外電路中的電子是從_電極流向_電極。（4）此鹽橋內(nèi)為飽和KCl溶液，鹽橋是通過移動來導(dǎo)電的。電池工作時，K+移向，Cl移向.鹽橋的作用_,（5）一段時間后，經(jīng)測得銅片溶解6.4g，試分析電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為；進(jìn)入（填左或右）側(cè)溶液Cl- 數(shù)為?！咀兪?-

5、1】下圖裝置中能夠組成原電池的是_?！咀兪?-2】（2010全國新課標(biāo)）根據(jù)右圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是A2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)BCo2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq)C2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+(aq)D. 2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2+(aq)【變式2-3】(2016福建福州三中月考)如圖甲和乙是雙液原電池裝置。由圖可判斷下列說法錯誤的是()A甲圖電池反應(yīng)的離子方程式為Cd(s)Co2(aq)=Co(s)Cd2(aq)B2Ag(s)Cd2(aq)=Cd(s)2Ag(aq)反應(yīng)

6、能夠發(fā)生C鹽橋的作用是形成閉合回路，并使兩邊溶液保持電中性D乙圖中當(dāng)有1 mol電子通過外電路時，正極有108 g Ag析出【變式2-4】(2016北京石景山區(qū)模擬)如圖是某同學(xué)設(shè)計的原電池裝置，下列敘述中正確的是()A電極上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的負(fù)極B電極的電極反應(yīng)式為：Cu22e=CuC該原電池的總反應(yīng)為：2Fe3Cu=Cu22Fe2D鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞電子【變式2-5】請將氧化還原反應(yīng)：2Fe3+2I-=2Fe2+I2設(shè)計成帶鹽橋原電池。試劑：FeCl3溶液，KI溶液；其它用品任選。請回答下列問題。1）請畫出設(shè)計的原電池裝置圖，并標(biāo)出電極材料，電極名稱及電解質(zhì)溶液。

7、 2）發(fā)生還原反應(yīng)的電極為電池的_極，其電極反應(yīng)式為_。3）反應(yīng)達(dá)到平衡時，外電路導(dǎo)線中_（填“有”或“無”）電流通過。4）平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固體，當(dāng)固體全部溶解后，則此時該溶液中電極變?yōu)開（填“正”“負(fù)”）極。5）請設(shè)計簡單實驗，證明溶液中同時存在Fe3+、Fe2+_?！咀兪?-6】控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3+2I-2Fe2+I2設(shè)計成如右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電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負(fù)極【變式

8、2-7】將下圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是()ACu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B電子沿 ZnabCu 路徑流動C片刻后甲池中c(SO)增大D片刻后可觀察到濾紙b點變紅色【對點訓(xùn)練1】1.根據(jù)右圖，下列判斷中正確的是()A.燒杯a中的溶液pH降低B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2e=Cl2【對點訓(xùn)練2】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(實驗過程中，不考慮兩球的浮力變化)()A.杠桿為導(dǎo)體

9、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B端高C.當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端低B端高D.當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端高B端低【對點訓(xùn)練3】 【對點訓(xùn)練4】已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsO2I2H=AsOI2H2O，在堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOI22OH=AsOH2O2I。設(shè)計如圖裝置(C1、C2均為石墨電極)，分別進(jìn)行下述操作：.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸.向B燒杯中逐滴加入40% NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(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)？(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么相反？試用化學(xué)平衡移動原理解釋之。(3)操作過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為

10、_；(4)操作過程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為_。(5)操作過程中，鹽橋中的K移向_燒杯溶液(填“A”或“B”)?！緦c訓(xùn)練5】某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O設(shè)計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 molL1，溶液的體積均為200 mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液?；卮鹣铝袉栴}：(1)此原電池的正極是石墨_(填“a”或“b”)，發(fā)生_反應(yīng)。(2)電池工作時，鹽橋中的SO移向_(填“甲”或“乙”)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲_；乙_。(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?

11、.5 molL1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為_mol?！緦c訓(xùn)練6】實驗發(fā)現(xiàn)，298 K時，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3立即被還原成Fe2。某夏令營興趣小組根據(jù)該實驗事實設(shè)計了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是()A該原電池的正極反應(yīng)是Zn2e=Zn2B左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去C該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D該電池總反應(yīng)為3Zn2Fe3=2Fe3Zn2原電池【思考】答案(1)(2)(3)(4)【例題】解析鐵棒、銅棒作電極，H2SO4、Fe2(SO4)3作電解質(zhì)可組成兩種原電池，鐵棒、鉑棒作電極，H2SO4、Fe2(SO4)3作電解質(zhì)可組成兩種原電池，鉑棒、銅棒作電極，F(xiàn)e2(SO

12、4)3作電解質(zhì)可組成一種原電池，一共能形成5種原電池，均能夠觀察到電流計指針明顯偏轉(zhuǎn)。答案B【變式1-1】答案B解析A項，電極相同不能構(gòu)成原電池；C項，酒精不是電解質(zhì)溶液，不能構(gòu)成原電池；D項，鋅與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)，無電流產(chǎn)生?！咀兪?-2】答案B解析中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al是負(fù)極；中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、C錯；中電池總反應(yīng)為2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，負(fù)極反應(yīng)式為2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH3H2，B正確；中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O22

13、H2O4e=4OH，D錯?！咀兪?-3】解析：選C。本題考查原電池中的電極反應(yīng)。A項，鋁比銅活潑，且可與稀硫酸反應(yīng)，所以鋁作負(fù)極，正確；B項，Mg和Al在NaOH溶液中，只有Al與其反應(yīng)，故Al為負(fù)極，正確；C項，F(xiàn)e比Cu活潑，故Fe先于Cu與Fe3反應(yīng)而作負(fù)極，故錯；D項，Al雖比Cu活潑，但由于其遇濃硝酸鈍化，故Cu作負(fù)極，正確?！綥IT】（1）Cu AgNO3（2）正 Ag+ +e -=Ag Cu2e -=Cu2+（3）銅 銀(4)離子 正極區(qū) 負(fù)極區(qū) 銅極 形成閉合回路（溝通內(nèi)電路）維持溶液電荷平衡(5)0.2NA 右 0.2NA【對點訓(xùn)練2】【答案】（1）（5）（6）（7）（9）(

14、11)【對點訓(xùn)練3】A 三種金屬的活動性順序為:CdCOAg,【變式3-1】解析：在原電池中，一般金屬活動性負(fù)極大于正極，則三種金屬的活動性順序為CdCoAg，則選項中符合此關(guān)系的置換反應(yīng)成立，A正確，B錯誤；原電池鹽橋的作用是平衡原電池的陰陽離子，形成閉合回路，并使兩邊溶液保持電中性，C正確；由電極反應(yīng)Age=Ag知，每有1 mol電子通過外電路時，正極有1 mol即108 g Ag析出，D正確。答案：B【對點訓(xùn)練4】解析：由圖知電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2，電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A、B項錯誤；鹽橋中的離子可以定向移動，形成電流，D項錯誤。答案：C解析：液滴邊緣O2多，在碳

15、粒上發(fā)生正極反應(yīng)O22H2O4e=4OH。液滴下的Fe發(fā)生負(fù)極反應(yīng)，F(xiàn)e2e=Fe2，為腐蝕區(qū)(a)。A錯誤。Cl由b區(qū)向a區(qū)遷移；B正確；C錯誤。液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕；D錯誤。Cu更穩(wěn)定，作正極，反應(yīng)為O22H2O4e=4OH答案：B【變式4-1】（1）（2）正；Fe3+e-=Fe2+（3）無【解析】反應(yīng)達(dá)到平衡后，電極上得到和失去的電子數(shù)相等，沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則電流計為零。（4）負(fù)【解析】當(dāng)加入Fe2+，導(dǎo)致平衡逆向移動，則Fe2+失去電子生成Fe3+，作為負(fù)極，而乙中石墨成為正極（5）取少量待檢液于試管中，加入硫氰化鉀，顯紅色，說明有Fe3+；另取少量待檢液于試管中，加入

16、酸性高錳酸鉀溶液，若溶液退色，則有Fe2+?！咀兪?-2】D解：A、因乙中I-失去電子放電，元素的化合價升高，則發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B、由總反應(yīng)方程式知，F(xiàn)e3+被還原成Fe2+，則發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C、當(dāng)電流計為零時，說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則反應(yīng)達(dá)到平衡，故C正確；D、當(dāng)加入Fe2+，導(dǎo)致平衡逆向移動，則Fe2+失去電子生成Fe3+，作為負(fù)極，而乙中石墨成為正極，故D錯誤；【變式訓(xùn)練3】Cu；3Cu6e3Cu2；碳棒；8H26e2NO4H2O【變式訓(xùn)練5】(1)a還原(2)乙(3)MnO5e8H=Mn24H2O5Fe25e=5Fe3(4)0.5解析(1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可

17、知，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極。(2)電池工作時，SO向負(fù)極移動，即向乙燒杯移動。(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO5e8H=Mn24H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe25e=5Fe3。(4)溶液中的MnSO4濃度由1 molL1變?yōu)?.5 molL1，由于溶液的體積未變，則反應(yīng)過程中生成的MnSO4的物質(zhì)的量為0.5 molL10.2 L0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol50.5 mol?！咀兪接?xùn)練6】B解析：將放電的兩電極反應(yīng)式在電子守恒的基礎(chǔ)上相加即得放電時的總反應(yīng)式：C6LiLi1xMO2LiMO2C6Li1x，充電時的總反應(yīng)式應(yīng)為放電總反應(yīng)式的逆反應(yīng)，

18、故A錯誤；在鋰、鋅、銀、鉛金屬中，鋰的摩爾質(zhì)量最小，所以各失去1mol電子，消耗金屬鋰的質(zhì)量最小，B正確。電池工作時，陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動，C錯誤。充電時的陽極反應(yīng)與放電時的正極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，故D不正確。 【變式訓(xùn)練7】A【思考】1.答案不可以，在電路接通的情況下，這個鹽橋只是整個回路的一部分，隨時要保持電中性，瓊膠作為鹽橋因其中含有兩種離子，可以與溶液中的離子交換，從而達(dá)到傳導(dǎo)電流的目的，而且瓊膠本身可以容納離子在其中運(yùn)動；若用金屬代替鹽橋，電子流向一極后不能直接從另一極得到補(bǔ)充，必然結(jié)果就是向另一極釋放金屬陽離子或者溶液中的金屬陽離子在電子流出的那一極得電子析出金屬，從而降

19、低了整個電池的電勢。所以，只有自由電子是不夠的，應(yīng)該有一個離子的通道即“鹽橋”。2.答案可以，如果該溶液中溶質(zhì)的陽離子對應(yīng)的金屬單質(zhì)比電極強(qiáng)的話沒有問題。因為負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)只是Zn的溶解而已。但是如果比電極弱的話，例如硫酸銅，鋅就會置換出銅，在表面形成原電池，減少供電量。使用鹽橋就是為了避免這種情況，至于電解液要跟電極相同那只是一個做題的技巧，具體問題具體分析就行?！緦c訓(xùn)練1】1.答案B解析由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過導(dǎo)線，由Zn電極流向Fe電極，則O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)：O22H2O4e=4OH，燒杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高。燒杯b中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn2e=Zn2?！緦c訓(xùn)練2】答案C解析當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：Cu22e=Cu，銅球質(zhì)量增加，鐵球質(zhì)量減少，杠桿A端低B端高?！緦c訓(xùn)練3】解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3得