化學(xué)學(xué)案課堂探究第四章第一節(jié)原電池

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究一含鹽橋原電池的構(gòu)成及分析·問題導(dǎo)引·1．該裝置中電子移動(dòng)方向如何?溶液中的SOeq\o\al（2－，4）濃度如何變化?提示：該原電池中負(fù)極是鋅，正極是銅，電子由Zn極流向Cu極，鹽橋中的K＋向正極移動(dòng)，Cl－向負(fù)極移動(dòng)，從而平衡電荷，溶液中的SOeq\o\al（2－，4)濃度不變。2．若將Zn棒和Cu棒同時(shí)浸入CuSO4溶液中，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)幅度如何變化？提示：若將Zn棒和Cu棒同時(shí)浸入CuSO4溶液，效率不高，電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)幅度變小,且電流在短時(shí)間內(nèi)衰竭.3．將鹽橋改為銅導(dǎo)線連接兩種溶液，電流計(jì)指針還能偏轉(zhuǎn)嗎？提示：將鹽橋改為銅導(dǎo)線連接兩種溶液,不能構(gòu)成原電池的閉合回路，電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。·名師精講·1．原電池的工作原理2．含鹽橋原電池特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)判斷(1)特點(diǎn)。兩個(gè)燒杯中液體靠鹽橋連接，且電極材料與相應(yīng)容器中的電解質(zhì)溶液的陽離子相同。（2）鹽橋的作用。平衡電荷、構(gòu)成閉合回路,若撤去鹽橋或?qū)Ⅺ}橋換成導(dǎo)線，則不能構(gòu)成閉合回路，形不成原電池。(3)優(yōu)點(diǎn)。含鹽橋的原電池與不含鹽橋的原電池相比,效率高且電流平穩(wěn)，放電時(shí)間長.【例題1】已知某原電池的電極反應(yīng)是Fe－2e－=Fe2＋，Cu2＋＋2e－=Cu，據(jù)此設(shè)計(jì)該原電池,并回答問題。（1）若原電池裝置為上圖左圖,①電極材料A是________,B是________(寫名稱）.②A電極觀察到的現(xiàn)象是______________________________。(2)若原電池裝置為上圖右圖，①電極材料X可以是________(填序號，下同）。a．鐵b．銅c．石墨②電解質(zhì)Y是________。a．FeSO4b．CuSO4c．CuCl2解析:結(jié)合氧化還原反應(yīng)的知識可知Fe－2e－=Fe2＋是負(fù)極反應(yīng)，故Fe作負(fù)極，即為B;Cu2＋＋2e－=Cu是正極反應(yīng),故A應(yīng)是銅,現(xiàn)象是看到有紅色物質(zhì)析出.不含鹽橋的原電池中正極材料是比負(fù)極金屬活潑性差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘偌纯?故此時(shí)正極是銅或石墨，但負(fù)極只能是鐵，電解質(zhì)溶液是含不活潑金屬離子的鹽溶液，可為硫酸銅、氯化銅或硝酸銅溶液.答案:（1）①銅(或碳棒)鐵②有紅色物質(zhì)析出(2）①b、c②b、c變式訓(xùn)練1關(guān)于如圖所示的原電池,下列說法正確的是()A．電子從鋅電極通過導(dǎo)線流向銅電極B．鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C．鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)D．銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑解析：該原電池中，較活潑的金屬鋅作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),較不活潑的銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電子由負(fù)極鋅流出，經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極,負(fù)極、正極反應(yīng)式分別為負(fù)極:Zn－2e－=Zn2＋,正極：Cu2＋＋2e－=Cu；鹽橋中的陰離子向負(fù)極區(qū)域硫酸鋅溶液中遷移，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案：A探究二原電池正負(fù)極的判斷方法·問題導(dǎo)引·原電池中正負(fù)極的判斷方法有多種：可以由電極材料判斷；可以由電子流向或電流方向判斷；可以由離子遷移方向判斷；可以由發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)現(xiàn)象判斷等。1．若a電極為鋁，b電極為鋅，X為稀硫酸，則a、b各為什么電極？提示：a為負(fù)極，b為正極。因?yàn)殇X的活動(dòng)性強(qiáng)于鋅。2．若a電極為鋁，b電極為鋅,X為濃硫酸，則a、b各為什么電極？提示：a為正極，b為負(fù)極.因Al可被濃硫酸鈍化而不再與濃硫酸反應(yīng),而鋅可以與濃硫酸反應(yīng)，鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故鋁電極為正極，鋅電極為負(fù)極。3．若a電極質(zhì)量減輕，b電極質(zhì)量增加,試判斷a、b各為什么電極？電解質(zhì)X可能是什么？提示：a為負(fù)極，b為正極.a電極質(zhì)量減輕說明電極溶解,失電子發(fā)生了氧化反應(yīng)，為負(fù)極;b電極質(zhì)量增加，說明溶液中金屬陽離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)而析出，為正極;X為金屬活動(dòng)性比a弱的金屬的可溶性鹽溶液。4．若上圖原電池工作時(shí)，a電極上有無色氣泡冒出，則a為什么電極？提示：a為正極。工作時(shí)，電極上有氣泡冒出，則說明該電極上發(fā)生了析出H2的電極反應(yīng)，即2H＋＋2e－=H2↑,該電極為正極.5．若a電極為銅，b電極為石墨，則X是什么才能使該裝置構(gòu)成原電池？提示：石墨是穩(wěn)定的電極，一般不發(fā)生反應(yīng)，若使該裝置構(gòu)成原電池，則應(yīng)使銅作負(fù)極，電解質(zhì)溶液X應(yīng)與銅發(fā)生反應(yīng)。故可選AgNO3溶液或硝酸溶液或FeCl3溶液等.名師精講1．原電池正負(fù)極的判斷方法（1)由組成原電池的兩極材料判斷。一般是較活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。（2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷。電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極（外電路）.（3)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的反應(yīng)來判斷。原電池的負(fù)極總是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，其正極總是發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。（4）電極增重或減輕。一般而言,原電池工作后，電極質(zhì)量增加,說明溶液中的陽離子在此電極(正極）放電，該極活動(dòng)性弱;反之，若電極質(zhì)量減小，說明該極金屬溶解，為負(fù)極，該極活動(dòng)性強(qiáng).（5)電極有氣泡冒出.一般而言，原電池工作后，電極上有氣泡冒出，是因?yàn)榘l(fā)生了析出氫氣的電極反應(yīng)，說明該極為正極,活動(dòng)性弱。2．原電池的電極材料“兩注意"(1)注意電解質(zhì)溶液對電極類型的影響。一般的,較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O,但若是較不活潑的金屬發(fā)生的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)的原電池，則是較不活潑的金屬作負(fù)極。例如：鎂—鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池，鎂為負(fù)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(fù)極,鎂為正極.（2)注意電極材料是否參與反應(yīng)。負(fù)極材料不一定參與反應(yīng)，如燃料電池;負(fù)極和正極材料都參與反應(yīng)，如鉛蓄電池。【例題2】如右圖所示裝置中，觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是（)選項(xiàng)MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液解析:本題通過電極變化來確定電極,N棒變細(xì)，即N極上發(fā)生氧化反應(yīng)，N棒金屬較活潑,排除A、D，由M棒變粗,可知B不正確。答案:C方法技巧原電池正負(fù)極的判斷變式訓(xùn)練2利用反應(yīng)Zn＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。（1)正極為________，電極反應(yīng)式為________________；負(fù)極為________，電極反應(yīng)式為____________________。（2）畫出裝置圖.解析：鋅化合價(jià)升高，所以鋅作負(fù)極；氯化鐵中鐵由＋3價(jià)變成＋2價(jià)，鐵的化合價(jià)降低，所