高一化学原电池的工作原理化学电源

高一化学原电池的工作原理化学电源内容摘要：

， 而 B极上有气体放出 ， 则说明在原电池工作过程中 ， A被氧化成阳离子而失去电子作负极 ， B作正极 ， 则可以断定金属 A的金属活动性比 B的强。 • 2． 加快化学反应速率 • 由于原电池将氧化还原反应拆成两个半反应且有电流产生 ， 因而反应速率加快。 • 如 Zn与稀 H2SO4反应制氢气时 ， 可向溶液中滴加少量 CuSO4溶液 ， 形成 Cu—Zn原电池 ， 加快反应进行。 • 3． 设计制作化学电源 • 设计原电池时要紧扣原电池的三个条件。 具体方法是： • (1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。 • (2)根据原电池的电极反应特点 ， 结合两个半反应找出正负极材料 (负极就是失电子的物质 ， 正极用比负极活泼性差的金属即可 ，也可以用石墨 )及电解质溶液。 • ① 电解质溶液的选择 • 电解质是使负极放电的物质。 因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应 ， 或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应 (如空气中的氧气 )。 但如果两个半反应分别在两个容器中进行 (中间连接盐桥 )，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。 如在铜 锌 硫酸构成的原电池中 ， 负极金属锌浸泡在含有Zn2＋ 的电解质溶液中 ， 而正极铜浸泡在含有 Cu2＋ 的电解质溶液中。 • ② 电极材料的选择 • 在原电池中 ， 选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。 并且 ，原电池的电极必须导电。 电池中的负极必须能够与电解质溶液反应 ， 容易失去电子 ，因此负极一般是活泼的金属材料 (也可以是还原性较强的非金属材料如 H CH4等 )。 • (3)按要求画出原电池装置图。 • 如根据以下两反应设计的原电池： 原理 负 极 正极 电解质溶液 电极反应 2FeCl3＋Cu=== 2FeCl2＋CuCl2 Cu C(Fe3＋ ) FeCl3 负极： Cu－2e－===Cu2＋ 正极： 2Fe3＋ ＋ 2e－===2Fe2＋ 原理 负 极 正极 电解质溶液 电极反应 2H2＋ O2 2H2O Pt(H2) Pt(O2) KOH 负极： 2H2＋4OH－ － 4e－ ===4H2O 正极： O2＋2H2O＋ 4e－===4OH－ • 灵犀一点： • ① 应用原电池原理可以判断两种金属活泼性的强弱 ， 但同时要注意电解质溶液的选择。 • ② 应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原反应的电池 ， 但有的电流相当微弱。 同时要注意电解质溶液不一定参与反应 ，如燃料电池 ， 水中一般要加入 NaOH、H2SO4或 Na2SO4。 • 【 案例 2】 (2020福建理综 )控制适合的条件 ， 将反应 2Fe3＋ ＋ 2I－ 2Fe2＋ ＋ I2设计成如下图所示的原电池。 下列判断不正确的是 ( ) • A． 反应开始时 ， 乙中石墨电极上发生氧化反应 • B． 反应开始时 ， 甲中石墨电极上 Fe3＋ 被还原 • C． 电流计读数为零时 ， 反应达到化学平衡状态 • D． 电流计读数为零后 ， 在甲中溶入 FeCl2固体 ， 乙中石墨电极为负极 • 【 解析 】 本题中涉及带有盐桥的原电池 ，盐桥可使氧化还原反应在不同反应容器中同时发生 ， 大大提高电流效率。 但其工作原理和不带盐桥的原电池的一样 ， 即负极失电子发生氧化反应 ， 正极得电子发生还原反应。 • 对于本题 ， 甲中石墨作正极 ， 发生还原反应 ， 电极反应式为 2Fe3＋ ＋ 2e－ ===2Fe2＋ ；乙中石墨作负极 ， 发生氧化反应 ， 电极反应式为 2I－ － 2e－ ===I2。 当反应达到平衡时 ，正逆反应速率相等 ， 此时电路中电流强度的和为零 ， 故灵敏电流计的读数为零 ， 选项 A、 B、 C均正确。 当灵敏电流计读数为零后 ， 在甲中再溶入 FeCl2固体 ， 导致化学平衡逆向移动 ， 即把该反应的逆反应设置成原电池 ， 甲中石墨作负极 ， 发生氧化反应 ， 电极反应式为 2Fe2＋ － 2e－ ===2Fe3＋ ；乙中石墨作正极 ， 发生还原反应 ， 电极反应式为 I2＋ 2e－ ===2I－ ， D错。 • 【 答案 】 D • 【 规律技巧 】 氧化还原反应与原电池的关系： • (1)在原电池中发生的反应均是通常情况下能自发进行的氧化还原反应 ， 反之 ， 理论上能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池的反应。 将一个氧化还原反应变成原电池反应 ， 就是使氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生 ， 电子的转移通过连接两电极的导线来完成。 • (2)以 Zn和稀 H2SO4的反应与铜锌原电池比较： • 相同点：二。