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第 24 讲 原电池的工作原理
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小杨老师 15521324728 侵权必究
知识精讲
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实验探究——锌铜原电池
实验装置 实验操作 实验现象 实验结论
锌片上有气泡冒
将锌片和铜片插入盛
出，铜片上无现
有稀硫酸的烧杯中
象 装置中有电流
用导线连接锌片和铜 铜片上有气泡冒 产生，化学能
片 出 转化为电能
用导线在锌片和铜片 电流表指针发生
之间串联一个电流表 偏转
一、原电池的基本概念
1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。
杨sir化学，侵权必究
2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
3．电极：（1）负极：________电子，发生________反应；
（2）正极：________电子，发生________反应。
4．构成原电池的条件：
（1）自发进行的氧化还原反应；
（2）两个活动性不同的电极；
（3）电解质溶液（或熔融电解质）；（4）形成闭合回路。
二、锌铜原电池的工作原理
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负 极
（Zn）
工作原理 正 极
（反应方程式） （Cu）
总 反 应 离 子 方 程 式 ：
。
电子移动方向 由 极经导线流向 极（电流方向相反）。
离子移动方向 阳离子向 极移动，阴离子向 极移动。
三、盐桥的作用
（1）形成闭合回路；
（2）平衡电荷，使溶液呈电中性；
（3）避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。
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四、原电池的应用
1．比较金属活动性
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。
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2．加快氧化还原反应的速率
一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。
3．设计原电池
理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。利用原电池原理设计和制造原电池，可以
将化学能直接转化为电能。
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对点训练
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题型一：原电池的工作原理
杨sir化学，侵权必究【例1】由U形管、质量为 的铁棒、质量为 的碳棒和 溶液组成的装置如图所示，
下列说法正确的是
A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上
B．闭合K，铁棒上有紫红色固体析出
C．闭合K，当电路中有 个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为
D．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为
【变1-2】如图所示是 和 形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下。则
卡片上的描述合理的是
2021.6.18，实验后的记录：
① 为正极， 为负极
② 极上有气泡产生，发生还原反应
③ 向 极移动
④若有0.5 电子流经导线，则可产生0.25 气体
⑤电子的流向是：
⑥正极反应式： ，发生氧化反应
A．①②④ B．②④ C．②③④ D．③④⑤
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【变2】控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I- 2Fe2＋＋I 设计成如下图所示的原电池。下列判断错误的
2
是A．反应开始时，甲中的石墨电极为正极
B．反应开始时，乙中的石墨电极上I-发生氧化反应
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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FeCl 固体，乙中的石墨电极为负极
2
题型二：带离子交换膜的原电池
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【例3】利用反应 构成的电池，既能实现有效减少氮氧化物的排放，减轻环境
污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。下列说法不正确的是
A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．电极A上发生氧化反应，电极B为正极
C．当有 (标准状况)被处理时，转移电子的物质的量为0.4mol
D．A电极的电极反应式为
【变3-2】根据反应2Ag+Cl =2AgCl设计的一种原电池的装置如图。下列说法正确的是
2
A．负极反应为Cl+2e－=2Cl－
2
B．放电时，离子交换膜右侧溶液中有白色沉淀生成C．理论上，可以用NaCl溶液代替盐酸
D．当电路中有0.01 mole-转移时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
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题型三：原电池的应用
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【例4】有abcd四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象见表，由此可判断这四种金属的活动性顺
序是
实验
装置
部分实 a极质量减小，b极 b极有气体产生，c d极溶解，c极有气 电流计指示，导线中电流
验现象 质量增加 极无变化 体产生 从a极流向d极
A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c
【例5】3.25 g锌与100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸反应，为了加快反应速率而不改变H 的产量，可采取的措施
2
是
A．滴加几滴浓盐酸 B．滴加几滴浓硝酸
C．滴加几滴硫酸铜溶液 D．加入少量锌粒
【变6】设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。
（1）写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：___________。
（2）若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：
①负极：___________
②正极：___________。
（3）画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：
①不含盐桥 ②含盐桥
题型四：原电池综合考查
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【例8】某研究性学习小组根据反应设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 ，溶液的体积均为200mL，盐
桥中装有饱和 溶液。
回答下列问题：
（1）此原电池的负极是石墨_____(填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的 移向_____(填“甲”或“乙”)烧
杯。
（2）正极反应式为：_______。
（3）若不考虑溶液的体积变化， 浓度变为 ，则反应中转移的电子为_______mol。
提分特训
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【题1】下图为番茄电池装置示意图，下列说法正确的是
A．铜片上发生氧化反应 B．锌片质量减小，发生还原反应
C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．该装置可将电能转化为化学能
【题2】下列关于下图装置(该盐桥为含KNO 的琼脂)的说法正确的是
3
A．银电极是负极B．铜电极上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+
C．外电路中的电子是从银电极流向铜电极
D．盐桥中K+移向CuSO 溶液
4
【题4】利用反应NO +NH→N+H O(未配平)消除NO 的简易装置如图所示。下列说法正确的是
2 3 2 2 2
A．a电极反应式是2NH -6e-+6OH-=N +6H O
3 2 2
B．消耗4.48 LNH 时，被消除的NO 的物质的量为0.15 mol
3 2
C．若离子交换膜是阳离子交换摸，装置右室中溶液的碱性减弱
D．整个装置中NaOH的物质的量不断减少
【题5】欲提高Cu粉与1.2 mol/L的HNO 溶液的反应速度，可加入下列什么试剂（ ）
3
A．蒸馏水 B．碳酸钠固体 C．食盐水 D．AgNO 溶液（少量）
3
【题6】写出Fe和Cu、浓硝酸构成的原电池的电极反应式及电池反应式。
负极反应式：___________；正极反应式：___________。电池反应式：___________。
【题8】反应Fe+H SO =FeSO+H ，请回答下列问题。
2 4 4 2
（1）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是___(填字母)。
A．将铁粉改为铁片 B．加入少量醋酸钠固体
C．滴加少量CuSO D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸
4
（2）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为___极(填“正”或“负”)。石墨棒
上产生的现象为___，该极上发生的电极反应为___，原电池工作时溶液中的SO 移向___极(填正或负)，
若反应产生3.36L气体(已换算成标况下)，则理论上消耗铁的质量是__ 。
（3）实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在
理论上可以设计成原电池的是___。
A．AgNO+HCl=AgCl+HNO B．NaOH+HCl=NaCl+H O
3 3 2
C．C(s)+HO(g)=CO(g)+H (g) D．Pb+PbO+2H SO =2PbSO+2H O
2 2 2 2 4 4 2
在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为：___。
杨sir化学，侵权必究提分作业
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【练1】化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示，下列说法正确的是
A．锌电极发生氧化反应
B．锌片和铜片都有O 产生
2
C．电子由铜电极经导线流向锌电极
D．原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变
【练2】关于如图所示的原电池，下列说法正确的是
A．盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移
B．可以用铜导线替代图中的盐桥
C．铜电极发生氧化反应，其电极反应是
杨sir化学，侵权必究
D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，锌电极在反应后质量减少
【练3】在下图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极，则Y可能
是
A．锌 B．银 C．石墨 D．铜
【练4】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（
）A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c( ) 减小
SO2-
4
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴离子、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
【练5】X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：
则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞W
C．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W
【练6】如图所示：
（1）铜与锌直接浸在同一电解质溶液中，形成了___________池，铜是___________极；锌是___________
极；正极发生___________反应，负极发生___________反应。
（2）写出电极反应式：正极：___________负极：___________。
（3）溶液中的H+向___________极移动，溶液中的SO 向___________极移动。
杨sir化学，侵权必究
（4）总反应的离子方程式___________。
【练7】回答下列问题
（1）请你将反应 设计成原电池，并回答下列问题：
①该电池的正极材料可以是___________，也可选用___________等代替。
②画出你所设计的双液原电池的装置图，并标注出电极材料和电解质溶液。___________
③写出电极反应式：负极___________，正极___________。④该电池负极材料质量减重3.2g，则电路中通过的电子的数目为___________。倒卖拉黑，关注更新免费领取，淘宝唯一每月更新店铺:知二教育
