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第一节　原电池
第四章　化学反应与电能
基础课时　
原电池的工作原理
23
1.了解原电池及常见化学电源的工作原理，理解原电池的构造组成。2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池及创造性实验设计。
学习目标
一、原电池工作原理
二、原电池工作原理的应用
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
一、原电池工作原理
对点训练
(一)知识梳理
1.实验探究(以ZnCu原电池为例)
装置 示意图
注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶
现象 锌片__________，铜片上________________，电流表指针发生______。取出盐桥时，电流计指针回零，锌片和铜片上均无变化
逐渐溶解
有红色物质生成
偏转
2.电池工作原理分析(以ZnCu原电池为例)
电极名称 负极 正极
电极材料 Zn
电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型 氧化反应 ______反应
电子流向 由____极沿导线流向____极
离子移向 (内电路) 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；盐桥中K＋移向正极，Cl－移向负极
Cu
Zn－2e－===Zn2＋
还原
负
正
(二)互动探究
下图是甲、乙两套锌铜原电池的实验装置。
【问题讨论】
问题1　分别闭合K1、K2，两装置中的指针均发生偏转，锌均被溶解。观察甲装置，发现锌和铜上都有气泡产生。而乙装置中只有铜上有气泡产生。请解释产生上述现象的原因。
提示　指针偏转，说明有电流产生。两装置中锌都作负极，所以均被溶解。甲装置中锌上有气泡，说明溶液中有一部分氢离子在锌上直接得电子产生氢气。因为乙装置有盐桥，所以氢离子只能在铜电极上得到电子变成氢气。
问题2　甲、乙两套原电池装置中，哪种装置工作效率更高？原因是什么？
提示　乙装置工作效率高；甲装置中Zn片与H2SO4溶液直接接触，少量Zn会与H2SO4直接反应而使产生的电量减少，工作效率降低，而乙装置则避免了负极材料与氧化剂的直接接触，效率更高。
问题3　双液电池(乙装置)工作时，电子和盐桥中离子的移动方向是怎样的？盐桥的作用是什么？
提示　电子流向：Zn片(负极)→电流计→铜片(正极)。
盐桥中离子移向：K＋(阳离子)→H2SO4溶液(正极)；Cl－(阴离子)→ZnSO4(负极)。
盐桥的作用：形成闭合回路；平衡两侧的电荷，使溶液呈电中性；避免电极与电解质溶液的直接接触，减少电流的衰减。
问题4　若用镁、铝作电极，氢氧化钠溶液作电解质溶液(左右装置中均为NaOH溶液，盐桥仍保留)，还能形成原电池吗？如果能，请分析该电池工作时的正、负极材料。
提示　能。铝失去电子，应该作负极，H2O得到电子，镁作正极。
【探究归纳】
1.原电池工作原理示意图
2.原电池中电子及离子的移动
(1)电子移动方向：从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液。
(2)若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。
3.原电池中盐桥的作用
盐桥在原电池中起导电作用，使整个装置形成闭合回路，盐桥导电利用的是阴、阳离子的定向移动，使电解质溶液保持电中性，从而使原电池能相对持续、稳定地产生电流。
1.原电池装置图如图，有关说法错误的是(　　)
A.电子流向为Fe→导线→Cu→盐桥
B.盐桥中的阳离子移向CuSO4溶液
C.左烧杯中加入硫氰化钾(KSCN)溶液，溶液不会变红
D.电池的总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
解析　电池中，电子不能在电解质溶液中通过，正确的应为Fe→导线→Cu，A错误；原电池中阳离子移向正极，这里Cu为正极，故阳离子应移向CuSO4溶液，B正确；负极电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋不能使KSCN溶液变红，C正确；电池总反应为Fe置换铜的反应，离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，D正确。
A
【题后归纳】　原电池中导电粒子移动的记忆口诀
电子不下水(电子只在导线和电极移动，不可进入到溶液中)；离子不上岸(离子会在电解质溶液中定向移动，不进入导线)。
2.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有KNO3－琼脂的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述不正确的是(　　)
A.在外电路中，电流由银电极流向铜电极
B.正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C.实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同
解析　铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、盐桥构成一个原电池，Cu作负极，Ag作正极，其电极反应分别为负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流的方向与电子的流向相反，因此A、B、D正确。
C
3.某同学设计了如图所示原电池装置，下列说法正确的是(　　)
A.该原电池的负极是Pt
B.甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅
C.若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转
D.电子由乙烧杯经盐桥流向甲烧杯
B
解析　根据电极材料和电解质溶液的成分可知该电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。由此可知Pt电极为正极，Cu电极为负极，A错误；根据电池总反应可知甲池中的Fe3＋不断被消耗，所以红色逐渐变浅，B正确；由于Cu比Pt活泼，所以即便甲池中换成稀硝酸，铜依然为负极，C错误；电子不能在电解质溶液和盐桥中移动，D错误。
【题后归纳】　
原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。如①在Al—Mg—NaOH溶液组成的原电池中，Al作负极；②在Fe(或Al)—Cu—HNO3(浓)构成的原电池中，Cu作负极。
二、原电池工作原理的应用
对点训练
互动探究
根据原电池工作原理，我们可以进行金属活动性强弱的比较，改变化学反应速率，同时设计新型原电池等。
【问题讨论】
问题1　将金属a、b用导线相连插入稀硫酸中，发现b上产生气泡，则a与b相比较，谁更活泼？
提示　a比b活泼。
问题2　实验室用稀硫酸与锌粒反应制取H2时常加入少量CuSO4溶液，其目的是什么？
提示　锌可与置换出的铜形成锌铜原电池，加快制取氢气的反应速率。
问题3　根据反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，设计出对应的原电池装置。注明正负极材料和电解质溶液。
提示　Cu被氧化，为原电池的负极，则正极可为导电的石墨或不如Cu活泼的金属如银等，电解质溶液一定含Fe3＋，如氯化铁溶液。
【探究归纳】　原电池原理的应用
1.加快某些氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。
2.比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
3.设计原电池装置
原电池装置的设计思路是“两极一液一连线”。
以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu反应为例，原电池装置设计思路如下。
第一步：将电池总反应拆成两个半反应，分别作原电池的负极和正极的反应。电极反应式分别为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu。
第二步：确定负极材料、正极材料和电解质溶液。
负极材料：失电子的物质(还原剂)作负极材料，即Fe。
正极材料：比负极材料金属活动性弱的金属或非金属导体作正极材料，如Cu、Ag或C等。
电解质溶液：含有氧化剂的物质作电解质，即CuSO4溶液，如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子。
第三步：画出装置图，并注明电极材料和电解质溶液，如图。
4.(2024·北京八一学校高二期中)100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是(　　)
A.加入数滴CuCl2溶液 B.加入适量的6 mol·L－1的盐酸
C.加入适量蒸馏水 D.加入适量的NaCl溶液
解析　A项，加入数滴CuCl2溶液，被还原的铜与锌、盐酸构成原电池，加快反应速率，又不影响氢气的产量；B项，加入适量的6 mol·L－1的盐酸，增加了盐酸的量，产生更多的氢气；C项，加入适量蒸馏水，减慢反应速率；D项，加入适量的NaCl溶液，减慢反应速率。
A
5.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)
A.a＞b＞c＞d B.b＞c＞d＞a C.d＞a＞b＞c D.a＞b＞d＞c
C
实验装置
部分实 验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极
解析　把四个实验从左到右分别编号为①、②、③、④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a＞b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b＞c；由实验③可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：d＞c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。综上所述可知活动性：d＞a＞b＞c。
6.(2024·西安高二期末)依据氧化还原反应Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是
____________________。
(2)银电极的电极反应式是_____________________________________；
X电极的电极反应式是________________________________________。
(3)外电路中的电子是从___________极流向___________极。
(4)该原电池的正极是________，还可以选用___________等材料。
(5)如果将装置图中的两个烧杯换成一个烧杯，是否还需要硫酸铜溶液？___________。
铜
硝酸银溶液
2Ag＋＋2e－===2Ag
Cu－2e－===Cu2＋
负(或铜)
正(或银)
银
铂、石墨
不需要
解析　由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为正极： 2Ag＋＋2e－===2Ag, 负极：Cu－2e－===Cu2＋，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从负极Cu极流向正极Ag极；如果将装置图中的两个烧杯换成一个烧杯，电解液提供银离子即可，不需要硫酸铜。
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)原电池工作原理
1.判断正误(正确划“√”，错误划“×”)。
(1)在锌铜稀硫酸原电池中，电子由铜片流向锌片。(　　)
(2)原电池的正极是电子流出的一极。(　　)
(3)在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。(　　)
(4)原电池中阳离子向正极移动。(　　)
×
×
×
√
2.在理论上不能用于设计成原电池的化学反应是(　　)
解析　A、B和C均属于自发的氧化还原反应，都能设计成原电池；D项，属于复分解反应，不是自发的氧化还原反应，不能设计成原电池。
D
3.原电池原理的发现是化学对人类的一项重大贡献。关于如图所示原电池(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)的说法正确的是(　　)
B
解析　A项，Ag为正极，正极上的反应为Ag＋＋e－===Ag，错误；B项，Cu的活泼性大于Ag，则Cu为负极、Ag为正极，正确；C项，原电池中阳离子移向正极，则盐桥中K＋移向Ag极，错误；D项，Cu为负极、Ag为正极，阴离子移向负极，盐桥中的Cl－移向铜电极区，错误。
4.某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题：
(1)锌电极为电池的________极，电极上发生的是
________反应(“氧化”或“还原”),电极反应式为
____________________________________________。
(2)导线中电子流向为___________(用a、b表示)。
(3)若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为____________________。
负
氧化
Zn－2e－===Zn2＋
a→b
1.204×1022
解析　(1)图为原电池装置，金属性锌强于铜，Zn为负极，Cu为正极；负极失电子被氧化；电极反应方程式为Zn－2e－===Zn2＋；(2)导线中电子从负极流向正极，即a→b；(3)铜电极发生Cu2＋＋2e－===Cu，增加0.64 g，n(Cu)＝0.64 g÷64 g/mol＝0.01 mol，转移0.02 mol电子，转移电子数目为0.02 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1022；
(4)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K＋，Cl－的移动方向描述正确的是________。
A.盐桥中的K＋向左侧烧杯移动、Cl－向右侧烧杯移动
B.盐桥中的K＋向右侧烧杯移动、Cl－向左侧烧杯移动
C.盐桥中的K＋、Cl－都向右侧烧杯移动
D.盐桥中的K＋、Cl－几乎都不移动
(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2＋，会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。
A.NaOH B.Zn C.Fe D.H2SO4
B
B
解析　(4)盐桥中的K＋、Cl－的移动方向为阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，左侧为负极，右侧为正极，选项B正确；(5)要除去Cu2＋，且不引入新的杂质，可通过锌置换出铜，氢氧化钠会引起锌离子沉淀，铁会引入杂质，硫酸不与铜离子反应，只有B符合。
(二)原电池工作原理的应用
5.将过量的等质量的两份锌粉a、b，分别加入相同质量、相同浓度的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是(　　)
B
解析　足量的锌和相同量的稀硫酸反应，a中加入硫酸铜溶液，会置换出金属铜，形成锌、铜、稀硫酸原电池，加速金属锌和硫酸反应的速率，所以反应速率：a>b，速率越大，锌完全反应时所用的时间越短，所以a所用的时间小于b所用的时间；产生氢气的量取决于稀硫酸的物质的量，而a、b中金属锌均过量，和相同量的硫酸反应生成氢气的量相等，所以氢气的体积：a＝b，综上所述，故选B。
6.M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　　)
A.P>M>N>E B.E>N>M>P
C.P>N>M>E D.E>P>M>N
A
解析　①M＋N2＋===N＋M2＋，M是还原剂、N是还原产物，所以M的还原性大于N；②M、P用导线连接放入稀硫酸中，M表面有大量气泡逸出，说明M是正极，则还原性P大于M；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋，说明N是负极，N的还原性大于E，则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是P>M>N>E。
7.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是(　　)
A.Zn为负极，发生还原反应
B.b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
C.电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极
D.电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜
D
解析　根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根据电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A、B项错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C项错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D项正确。
B级　素养培优练
8.如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(　　)
A.电极 Ⅰ 上发生还原反应，作原电池的负极
B.该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
C.电极Ⅱ的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
D.盐桥中装有含琼胶的氯化钾饱和溶液，其作用
是传递电子
B
解析　在该原电池中，存在自发的氧化还原反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，故电极Ⅱ是负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电极Ⅰ是正极，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋。A项， 电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，错误；B项， 该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，正确；C项， 电极Ⅱ的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，错误；D项，盐桥中装有含琼胶的氯化钾饱和溶液，其作用是传递阴、阳离子，而不是电子，错误。
9.CuZn (假设起始时两电极质量完全相同)原电池的装置示意图如图，下列说法正确的是(不考虑水解反应)(　　)
A.M为Zn电极，发生还原反应，失去电子
B.电池工作一段时间后，溶液的pH保持不变
C.电池工作一段时间后，M和N两电极质量：
M>N
D.每转移0.2 mol电子，同时生成2.24 L Cl2
B
解析　由题干图示中电子转移的方向可知，M极为负极，失去电子，发生氧化反应，故M为Zn，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，N为Cu，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A错误；电池工作一段时间后，溶液溶质由CuCl2转化为ZnCl2，若不考虑水解反应，溶液的pH保持不变，B正确；电池工作一段时间后，M电极质量减少，N电极质量增大，故两电极质量不相同M＜N，C错误；该电极反应中不生成Cl2，D错误。
10.某同学设计如下原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
D
A
12.(2024·北京密云二中高二期中)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
(1)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________(物质化学式)作为电解质。
KCl
解析　(1)Fe2＋、Fe3＋能与碳酸氢根离子反应，Ca2＋能与硫酸根离子反应，FeSO4、Fe2(SO4)3都属于强酸弱碱盐，水溶液呈酸性，酸性条件下硝酸根离子能与Fe2＋反应，根据题意“盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”，盐桥中阴离子不可以选择碳酸氢根离子、硝酸根离子，阳离子不可以选择Ca2＋，另盐桥中阴、阳离子的迁移率(u∞)应尽可能地相近，根据表中数据，盐桥中应选择KCl作为电解质；
(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。
(3)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol/L。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝_________________。
(4)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为
__________________________________________________________，
铁电极的电极反应式为_____________________________________。
因此，验证了Fe2＋氧化性小于________，还原性小于________。
石墨
0.09 mol/L
Fe3＋＋e－===Fe2＋
Fe－2e－===Fe2＋
Fe3＋
Fe
解析　(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中；(3)根据分析，铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，石墨电极上未见Fe析出，石墨电极的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol/L，根据得失电子守恒，石墨电极溶液中c(Fe2＋)增加0.04 mol/L，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝0.05 mol/L＋0.04 mol/L＝0.09 mol/L；(4)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；电池总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据同一反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的还原性强于还原产物，则验证了Fe2＋氧化性小于Fe3＋，还原性小于Fe。基础课时23　原电池的工作原理
学习目标　1.了解原电池及常见化学电源的工作原理，理解原电池的构造组成。2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池及创造性实验设计。
一、原电池工作原理
(一)知识梳理
1.实验探究(以ZnCu原电池为例)
装置示意图 注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶
现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转。取出盐桥时，电流计指针回零，锌片和铜片上均无变化
2.电池工作原理分析(以ZnCu原电池为例)
电极名称 负极 正极
电极材料 Zn Cu
电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型 氧化反应 还原反应
电子流向 由负极沿导线流向正极
离子移向(内电路) 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；盐桥中K＋移向正极，Cl－移向负极
(二)互动探究
下图是甲、乙两套锌铜原电池的实验装置。
【问题讨论】
问题1　分别闭合K1、K2，两装置中的指针均发生偏转，锌均被溶解。观察甲装置，发现锌和铜上都有气泡产生。而乙装置中只有铜上有气泡产生。请解释产生上述现象的原因。
提示　指针偏转，说明有电流产生。两装置中锌都作负极，所以均被溶解。甲装置中锌上有气泡，说明溶液中有一部分氢离子在锌上直接得电子产生氢气。因为乙装置有盐桥，所以氢离子只能在铜电极上得到电子变成氢气。
问题2　甲、乙两套原电池装置中，哪种装置工作效率更高？原因是什么？
提示　乙装置工作效率高；甲装置中Zn片与H2SO4溶液直接接触，少量Zn会与H2SO4直接反应而使产生的电量减少，工作效率降低，而乙装置则避免了负极材料与氧化剂的直接接触，效率更高。
问题3　双液电池(乙装置)工作时，电子和盐桥中离子的移动方向是怎样的？盐桥的作用是什么？
提示　电子流向：Zn片(负极)→电流计→铜片(正极)。
盐桥中离子移向：K＋(阳离子)→H2SO4溶液(正极)；Cl－(阴离子)→ZnSO4(负极)。
盐桥的作用：形成闭合回路；平衡两侧的电荷，使溶液呈电中性；避免电极与电解质溶液的直接接触，减少电流的衰减。
问题4　若用镁、铝作电极，氢氧化钠溶液作电解质溶液(左右装置中均为NaOH溶液，盐桥仍保留)，还能形成原电池吗？如果能，请分析该电池工作时的正、负极材料。
提示　能。铝失去电子，应该作负极，H2O得到电子，镁作正极。
【探究归纳】
1.原电池工作原理示意图
2.原电池中电子及离子的移动
(1)电子移动方向：从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液。
(2)若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。
3.原电池中盐桥的作用
盐桥在原电池中起导电作用，使整个装置形成闭合回路，盐桥导电利用的是阴、阳离子的定向移动，使电解质溶液保持电中性，从而使原电池能相对持续、稳定地产生电流。
1.原电池装置图如图，有关说法错误的是(　　)
A.电子流向为Fe→导线→Cu→盐桥
B.盐桥中的阳离子移向CuSO4溶液
C.左烧杯中加入硫氰化钾(KSCN)溶液，溶液不会变红
D.电池的总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
答案　A
解析　电池中，电子不能在电解质溶液中通过，正确的应为Fe→导线→Cu，A错误；原电池中阳离子移向正极，这里Cu为正极，故阳离子应移向CuSO4溶液，B正确；负极电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋不能使KSCN溶液变红，C正确；电池总反应为Fe置换铜的反应，离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，D正确。
【题后归纳】　原电池中导电粒子移动的记忆口诀
电子不下水(电子只在导线和电极移动，不可进入到溶液中)；离子不上岸(离子会在电解质溶液中定向移动，不进入导线)。
2.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有KNO3－琼脂的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述不正确的是(　　)
A.在外电路中，电流由银电极流向铜电极
B.正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C.实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同
答案　C
解析　铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、盐桥构成一个原电池，Cu作负极，Ag作正极，其电极反应分别为负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流的方向与电子的流向相反，因此A、B、D正确。
3.某同学设计了如图所示原电池装置，下列说法正确的是(　　)
A.该原电池的负极是Pt
B.甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅
C.若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转
D.电子由乙烧杯经盐桥流向甲烧杯
答案　B
解析　根据电极材料和电解质溶液的成分可知该电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。由此可知Pt电极为正极，Cu电极为负极，A错误；根据电池总反应可知甲池中的Fe3＋不断被消耗，所以红色逐渐变浅，B正确；由于Cu比Pt活泼，所以即便甲池中换成稀硝酸，铜依然为负极，C错误；电子不能在电解质溶液和盐桥中移动，D错误。
【题后归纳】　
原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。如①在Al—Mg—NaOH溶液组成的原电池中，Al作负极；②在Fe(或Al)—Cu—HNO3(浓)构成的原电池中，Cu作负极。
二、原电池工作原理的应用
互动探究
根据原电池工作原理，我们可以进行金属活动性强弱的比较，改变化学反应速率，同时设计新型原电池等。
【问题讨论】
问题1　将金属a、b用导线相连插入稀硫酸中，发现b上产生气泡，则a与b相比较，谁更活泼？
提示　a比b活泼。
问题2　实验室用稀硫酸与锌粒反应制取H2时常加入少量CuSO4溶液，其目的是什么？
提示　锌可与置换出的铜形成锌铜原电池，加快制取氢气的反应速率。
问题3　根据反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，设计出对应的原电池装置。注明正负极材料和电解质溶液。
提示　Cu被氧化，为原电池的负极，则正极可为导电的石墨或不如Cu活泼的金属如银等，电解质溶液一定含Fe3＋，如氯化铁溶液。
【探究归纳】　原电池原理的应用
1.加快某些氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。
2.比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
3.设计原电池装置
原电池装置的设计思路是“两极一液一连线”。
以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu反应为例，原电池装置设计思路如下。
第一步：将电池总反应拆成两个半反应，分别作原电池的负极和正极的反应。电极反应式分别为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu。
第二步：确定负极材料、正极材料和电解质溶液。
负极材料：失电子的物质(还原剂)作负极材料，即Fe。
正极材料：比负极材料金属活动性弱的金属或非金属导体作正极材料，如Cu、Ag或C等。
电解质溶液：含有氧化剂的物质作电解质，即CuSO4溶液，如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子。
第三步：画出装置图，并注明电极材料和电解质溶液，如图。
4.(2024·北京八一学校高二期中)100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是(　　)
A.加入数滴CuCl2溶液
B.加入适量的6 mol·L－1的盐酸
C.加入适量蒸馏水
D.加入适量的NaCl溶液
答案　A
解析　A项，加入数滴CuCl2溶液，被还原的铜与锌、盐酸构成原电池，加快反应速率，又不影响氢气的产量；B项，加入适量的6 mol·L－1的盐酸，增加了盐酸的量，产生更多的氢气；C项，加入适量蒸馏水，减慢反应速率；D项，加入适量的NaCl溶液，减慢反应速率。
5.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)
A.a＞b＞c＞d B.b＞c＞d＞a
C.d＞a＞b＞c D.a＞b＞d＞c
答案　　C
解析　把四个实验从左到右分别编号为①、②、③、④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a＞b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b＞c；由实验③可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：d＞c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。综上所述可知活动性：d＞a＞b＞c。
6.(2024·西安高二期末)依据氧化还原反应Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是________。
(2)银电极的电极反应式是_____________________________________；
X电极的电极反应式是________________________________________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
(4)该原电池的正极是________，还可以选用________等材料。
(5)如果将装置图中的两个烧杯换成一个烧杯，是否还需要硫酸铜溶液？________。
答案　(1)铜　硝酸银溶液
(2)2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu－2e－===Cu2＋
(3)负(或铜)　正(或银)
(4)银　铂、石墨　(5)不需要
解析　由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为正极： 2Ag＋＋2e－===2Ag, 负极：Cu－2e－===Cu2＋，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从负极Cu极流向正极Ag极；如果将装置图中的两个烧杯换成一个烧杯，电解液提供银离子即可，不需要硫酸铜。
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)原电池工作原理
1.判断正误(正确划“√”，错误划“×”)。
(1)在锌铜稀硫酸原电池中，电子由铜片流向锌片。(　　)
(2)原电池的正极是电子流出的一极。(　　)
(3)在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。(　　)
(4)原电池中阳离子向正极移动。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
2.在理论上不能用于设计成原电池的化学反应是(　　)
A.H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH<0
B.2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH<0
C.2FeCl3(aq)＋Cu(s)===2FeCl2(aq)＋CuCl2(aq)　ΔH<0
D.FeCl3(aq)＋3NaOH(aq)===3NaCl(aq)＋Fe(OH)3(s)　ΔH<0
答案　D
解析　A、B和C均属于自发的氧化还原反应，都能设计成原电池；D项，属于复分解反应，不是自发的氧化还原反应，不能设计成原电池。
3.原电池原理的发现是化学对人类的一项重大贡献。关于如图所示原电池(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)的说法正确的是(　　)
A.正极上的反应为Cu2＋＋2e－===Cu
B.铜电极为负极
C.盐桥中K＋移向铜极
D.银电极区的NO通过盐桥移向铜电极区
答案　B
解析　A项，Ag为正极，正极上的反应为Ag＋＋e－===Ag，错误；B项，Cu的活泼性大于Ag，则Cu为负极、Ag为正极，正确；C项，原电池中阳离子移向正极，则盐桥中K＋移向Ag极，错误；D项，Cu为负极、Ag为正极，阴离子移向负极，盐桥中的Cl－移向铜电极区，错误。
4.某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题：
(1)锌电极为电池的________极，电极上发生的是________反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式为__________________________________________________________。
(2)导线中电子流向为________(用a、b表示)。
(3)若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为________。
(4)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K＋，Cl－的移动方向描述正确的是________。
A.盐桥中的K＋向左侧烧杯移动、Cl－向右侧烧杯移动
B.盐桥中的K＋向右侧烧杯移动、Cl－向左侧烧杯移动
C.盐桥中的K＋、Cl－都向右侧烧杯移动
D.盐桥中的K＋、Cl－几乎都不移动
(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2＋，会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。
A.NaOH B.Zn
C.Fe D.H2SO4
答案　(1)负　氧化　Zn－2e－===Zn2＋
(2)a→b　(3)1.204×1022　(4)B　(5)B
解析　(1)图为原电池装置，金属性锌强于铜，Zn为负极，Cu为正极；负极失电子被氧化；电极反应方程式为Zn－2e－===Zn2＋；(2)导线中电子从负极流向正极，即a→b；(3)铜电极发生Cu2＋＋2e－===Cu，增加0.64 g，n(Cu)＝0.64 g÷64 g/mol＝0.01 mol，转移0.02 mol电子，转移电子数目为0.02 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1022；(4)盐桥中的K＋、Cl－的移动方向为阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，左侧为负极，右侧为正极，选项B正确；(5)要除去Cu2＋，且不引入新的杂质，可通过锌置换出铜，氢氧化钠会引起锌离子沉淀，铁会引入杂质，硫酸不与铜离子反应，只有B符合。
(二)原电池工作原理的应用
5.将过量的等质量的两份锌粉a、b，分别加入相同质量、相同浓度的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是(　　)
答案　B
解析　足量的锌和相同量的稀硫酸反应，a中加入硫酸铜溶液，会置换出金属铜，形成锌、铜、稀硫酸原电池，加速金属锌和硫酸反应的速率，所以反应速率：a>b，速率越大，锌完全反应时所用的时间越短，所以a所用的时间小于b所用的时间；产生氢气的量取决于稀硫酸的物质的量，而a、b中金属锌均过量，和相同量的硫酸反应生成氢气的量相等，所以氢气的体积：a＝b，综上所述，故选B。
6.M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　　)
A.P>M>N>E B.E>N>M>P
C.P>N>M>E D.E>P>M>N
答案　A
解析　①M＋N2＋===N＋M2＋，M是还原剂、N是还原产物，所以M的还原性大于N；②M、P用导线连接放入稀硫酸中，M表面有大量气泡逸出，说明M是正极，则还原性P大于M；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋，说明N是负极，N的还原性大于E，则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是P>M>N>E。
7.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是(　　)
A.Zn为负极，发生还原反应
B.b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
C.电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极
D.电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜
答案　D
解析　根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根据电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A、B项错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C项错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D项正确。
B级　素养培优练
8.如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(　　)
A.电极 Ⅰ 上发生还原反应，作原电池的负极
B.该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
C.电极Ⅱ的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
D.盐桥中装有含琼胶的氯化钾饱和溶液，其作用是传递电子
答案　B
解析　在该原电池中，存在自发的氧化还原反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，故电极Ⅱ是负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电极Ⅰ是正极，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋。A项， 电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，错误；B项， 该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，正确；C项， 电极Ⅱ的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，错误；D项，盐桥中装有含琼胶的氯化钾饱和溶液，其作用是传递阴、阳离子，而不是电子，错误。
9.CuZn (假设起始时两电极质量完全相同)原电池的装置示意图如图，下列说法正确的是(不考虑水解反应)(　　)
A.M为Zn电极，发生还原反应，失去电子
B.电池工作一段时间后，溶液的pH保持不变
C.电池工作一段时间后，M和N两电极质量：M>N
D.每转移0.2 mol电子，同时生成2.24 L Cl2
答案　B
解析　由题干图示中电子转移的方向可知，M极为负极，失去电子，发生氧化反应，故M为Zn，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，N为Cu，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A错误；电池工作一段时间后，溶液溶质由CuCl2转化为ZnCl2，若不考虑水解反应，溶液的pH保持不变，B正确；电池工作一段时间后，M电极质量减少，N电极质量增大，故两电极质量不相同M＜N，C错误；该电极反应中不生成Cl2，D错误。
10.某同学设计如下原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.该装置将化学能转化为电能
B.负极的电极反应是Ag＋I－－e－===AgI
C.电池的总反应是Ag＋＋I－===AgI
D.盐桥(含KNO3的琼脂)中NO从左向右移动
答案　D
解析　A项，经分析，该装置是原电池装置，则该装置将化学能转化为电能，正确；B项，根据电子的移动方向，可以推断出左侧电极为负极，该电极反应为Ag＋I－－e－===AgI，正确；C项，该电池中，只有Ag＋和I－反应，所以总反应是Ag＋＋I－===AgI，正确；D项，左侧电极为负极，右侧电极为正极，NO带负电荷，向负极移动，所以应该是从右向左移动，错误。
11.已知氧化性MnO＞Fe3＋，设计如图所示原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是(　　)
A.a为电池的负极，b为电池的正极
B.电流从a经过外电路流向b
C.电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯
D.a电极上发生的反应为MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O
答案　A
解析　氧化性MnO＞Fe3＋，则在原电池反应中，MnO在a电极得电子，a电极为正极；Fe2＋在b电极失电子，b电极为负极，A错误；在原电池中，电流由正极沿导线流入负极，则电流从a经过外电路流向b，B正确；电池工作时，甲池消耗MnO、H＋，阳离子消耗更多，则盐桥中K＋移向甲池，乙池Fe2＋失电子生成Fe3＋，正电荷数增多，则盐桥中的SO移向乙烧杯，C正确；a电极上，MnO得电子生成Mn2＋，发生的反应为MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，D正确。
12.(2024·北京密云二中高二期中)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
(1)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________(物质化学式)作为电解质。
阳离子 u∞×108/(m2·s－1·v－1) 阴离子 u∞×108/(m2·s－1·v－1)
Li＋ 4.07 HCO 4.61
Na＋ 5.19 NO 7.40
Ca2＋ 6.59 Cl－ 7.91
K＋ 7.62 SO 8.27
(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。
(3)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol/L。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝________。
(4)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为__________________________________________________________，
铁电极的电极反应式为_____________________________________。
因此，验证了Fe2＋氧化性小于________，还原性小于________。
答案　(1)KCl　(2)石墨　(3)0.09 mol/L
(4)Fe3＋＋e－===Fe2＋　Fe－2e－===Fe2＋　Fe3＋　Fe
解析　(1)Fe2＋、Fe3＋能与碳酸氢根离子反应，Ca2＋能与硫酸根离子反应，FeSO4、Fe2(SO4)3都属于强酸弱碱盐，水溶液呈酸性，酸性条件下硝酸根离子能与Fe2＋反应，根据题意“盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”，盐桥中阴离子不可以选择碳酸氢根离子、硝酸根离子，阳离子不可以选择Ca2＋，另盐桥中阴、阳离子的迁移率(u∞)应尽可能地相近，根据表中数据，盐桥中应选择KCl作为电解质；(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中；(3)根据分析，铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，石墨电极上未见Fe析出，石墨电极的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol/L，根据得失电子守恒，石墨电极溶液中c(Fe2＋)增加0.04 mol/L，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝0.05 mol/L＋0.04 mol/L＝0.09 mol/L；(4)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；电池总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据同一反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的还原性强于还原产物，则验证了Fe2＋氧化性小于Fe3＋，还原性小于Fe。基础课时23　原电池的工作原理
学习目标　1.了解原电池及常见化学电源的工作原理，理解原电池的构造组成。2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池及创造性实验设计。
一、原电池工作原理
(一)知识梳理
1.实验探究(以Zn－Cu原电池为例)
装置示意图 注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶
现象 锌片____________，铜片上______________，电流表指针发生________。取出盐桥时，电流计指针回零，锌片和铜片上均无变化
2.电池工作原理分析(以Zn－Cu原电池为例)
电极名称 负极 正极
电极材料 Zn ________
电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型 氧化反应 ________反应
电子流向 由________极沿导线流向________极
离子移向 (内电路) 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；盐桥中K＋移向正极，Cl－移向负极
(二)互动探究
下图是甲、乙两套锌铜原电池的实验装置。
【问题讨论】
问题1　分别闭合K1、K2，两装置中的指针均发生偏转，锌均被溶解。观察甲装置，发现锌和铜上都有气泡产生。而乙装置中只有铜上有气泡产生。请解释产生上述现象的原因。
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
问题2　甲、乙两套原电池装置中，哪种装置工作效率更高？原因是什么？
________________________________________________________________
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问题3　双液电池(乙装置)工作时，电子和盐桥中离子的移动方向是怎样的？盐桥的作用是什么？
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
问题4　若用镁、铝作电极，氢氧化钠溶液作电解质溶液(左右装置中均为NaOH溶液，盐桥仍保留)，还能形成原电池吗？如果能，请分析该电池工作时的正、负极材料。
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
【探究归纳】
1.原电池工作原理示意图
2.原电池中电子及离子的移动
(1)电子移动方向：从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液。
(2)若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。
3.原电池中盐桥的作用
盐桥在原电池中起导电作用，使整个装置形成闭合回路，盐桥导电利用的是阴、阳离子的定向移动，使电解质溶液保持电中性，从而使原电池能相对持续、稳定地产生电流。
1.原电池装置图如图，有关说法错误的是(　　)
A.电子流向为Fe→导线→Cu→盐桥
B.盐桥中的阳离子移向CuSO4溶液
C.左烧杯中加入硫氰化钾(KSCN)溶液，溶液不会变红
D.电池的总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
【题后归纳】　原电池中导电粒子移动的记忆口诀
电子不下水(电子只在导线和电极移动，不可进入到溶液中)；离子不上岸(离子会在电解质溶液中定向移动，不进入导线)。
2.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有KNO3－琼脂的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述不正确的是(　　)
A.在外电路中，电流由银电极流向铜电极
B.正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C.实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同
3.某同学设计了如图所示原电池装置，下列说法正确的是(　　)
A.该原电池的负极是Pt
B.甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅
C.若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转
D.电子由乙烧杯经盐桥流向甲烧杯
【题后归纳】　
原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。如①在Al—Mg—NaOH溶液组成的原电池中，Al作负极；②在Fe(或Al)—Cu—HNO3(浓)构成的原电池中，Cu作负极。
二、原电池工作原理的应用
互动探究
根据原电池工作原理，我们可以进行金属活动性强弱的比较，改变化学反应速率，同时设计新型原电池等。
【问题讨论】
问题1　将金属a、b用导线相连插入稀硫酸中，发现b上产生气泡，则a与b相比较，谁更活泼？
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问题2　实验室用稀硫酸与锌粒反应制取H2时常加入少量CuSO4溶液，其目的是什么？
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问题3　根据反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，设计出对应的原电池装置。注明正负极材料和电解质溶液。
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【探究归纳】　原电池原理的应用
1.加快某些氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。
2.比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
3.设计原电池装置
原电池装置的设计思路是“两极一液一连线”。
以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu反应为例，原电池装置设计思路如下。
第一步：将电池总反应拆成两个半反应，分别作原电池的负极和正极的反应。电极反应式分别为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu。
第二步：确定负极材料、正极材料和电解质溶液。
负极材料：失电子的物质(还原剂)作负极材料，即Fe。
正极材料：比负极材料金属活动性弱的金属或非金属导体作正极材料，如Cu、Ag或C等。
电解质溶液：含有氧化剂的物质作电解质，即CuSO4溶液，如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子。
第三步：画出装置图，并注明电极材料和电解质溶液，如图。
4.(2024·北京八一学校高二期中)100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是(　　)
A.加入数滴CuCl2溶液
B.加入适量的6 mol·L－1的盐酸
C.加入适量蒸馏水
D.加入适量的NaCl溶液
5.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验 装置
部分 实验 现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)
A.a＞b＞c＞d B.b＞c＞d＞a
C.d＞a＞b＞c D.a＞b＞d＞c
6.(2024·西安高二期末)依据氧化还原反应Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是________。
(2)银电极的电极反应式是_______________________________________________；
X电极的电极反应式是________________________________________________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
(4)该原电池的正极是________，还可以选用________等材料。
(5)如果将装置图中的两个烧杯换成一个烧杯，是否还需要硫酸铜溶液？________。
：课后完成　第四章　基础课时23

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