导学案 原电池 化学电源(2)

第六章化学反应与能量
第二节原电池化学电源（2）
【学习目标】1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。

【重点难点】电极反应和电池反应方程式的书写
【学法指导】课前预习、分组讨论、自由探究等
【命题趋势】预计2017年高考本部分知识有变“热”的趋势，题目将更加新颖。

复习备考时注重实物图分析、新型电池分析、电解池与原电池的联系以及依据原电池工作原理并结合氧化还原反应知识熟练掌握电极反应式的书写方法。

考点二|原电池原理的四大应用 难点拉分型——讲细练全
错误！
未找
加快氧化还原反应的速率
到引
用源。

一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

[题组训练]
1．将两份过量的锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是 ( )
错误！未找到引用源。

2．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上带导管的塞子，一定时间内测定生成H2的体积。

甲：加入50 mL、pH＝3的盐酸；乙：加入50 mL、pH＝3的醋酸；丙：加入50 mL、pH＝3的醋酸及少量胆矾粉末。

若反应终止时，生成的H2一样多，且无剩余的锌。

回答下列问题：
(1)开始时反应速率的大小关系为____________________________________________。

(2)三支试管中参加反应的锌的质量大小为。

(3)反应终止，所需的时间多少为。

(4)在反应过程中，乙、丙速率不同的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。

错误！
未找
金属的防护
到引
用源。

使被保护的金属制品作原电池正极，而得到保护。

例如，要保护一个铁质的输水管道或
钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。

[题组训练]
3．为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有 ( )
A ．与石墨棒相连
B ．与铜板相连
C ．埋在潮湿、疏松的土壤中
D ．与锌板相连
4．利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X 为碳棒，为减
缓铁的腐蚀，开关K 应置于________处。

若X 为锌，开关K 置于M 处，
该电化学防护法称为______________________________________。

错误！
未找
到引
用源。

设计制作化学电源
(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。

(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。

[题组训练]
5．(2013·广东高考)(1)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl 2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。

设计两种类型的原电池，探
究其能量转化效率。

限选材料：ZnSO 4(aq)，FeSO 4(aq)，CuSO 4(aq)；铜片，铁片，锌片
和导线。

①完成原电池甲的装置示意图(见图)，并作相应标注。

要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②铜片为电极之一，CuSO 4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 。

③甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是 。

(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选 作阳极。

6．某校化学兴趣小组进行探究性活动，将氧化还原反应：2Fe 3＋＋2I － 2Fe 2＋＋I 2，设计成盐桥原电池。

提供的试剂：FeCl 3溶液，KI 溶液；其他用品任选。

请回答下列问题：
(1)请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料，电极名称及电解质溶液。

(2)发生氧化反应的电极反应式为____________________________________________。

(3)反应达到平衡时，外电路导线中________(填“有”或“无”)电流通过。

(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为________(填“正”或“负”)极。

[探规寻律]
原电池的设计方
法
设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。

具体方法是：
(1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属作正极，含氧化剂对应离子的电解质溶液作电解液。

(2)如果两个半反应分别在要求的两个容器中进行(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的阳离子。

(3)设计实例：
根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
设计的原电池为：
错误！未找到引用源。

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。

[题组训练]
7．把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序为 ( ) A．a>b>c>d B．a>c>d>b
C．c>a>b>d D．b>d>c>a
8．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。

请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。

该原理的离子方程式为。

方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。

试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。

正极反应式：___________________________________________________________。

负极反应式：___________________________________________________________。

方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案：
(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)，用离子方程式表示其反应原理：。

8．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)____________________设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过________mol电子。

(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为，
这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因，
用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：__________________________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。

”如果＋3价铁被氧化为FeO2－4，试写出该反应
的离子方程式：。

(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连
成n型，如图所示。

一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶
液，现象是，
电极反应为；
乙装置中石墨(1)为________极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为，产物常用
检验，反应的离子方程式为。

【作业布置】《步步高》P135-136
【教学后记】。