电化学基础
第一节 原电池
[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
一、原电池的工作原理
1．原电池的构成条件
(1)定义：能把化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件：
2．原电池的工作原理
装置示意图 现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色固体析出，电流表指针发生偏转 电极 Zn电极 Cu电极 电极名称 负极 正极 得失电子 失电子 得电子 电子流向 流出 流入 反应类型 氧化反应 还原反应 电极反应式 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu －移向 盐桥中离子迁移 ClK＋移向 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 ①形成闭合回路 ②平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性 盐桥的作用 ③避免电极与电解质溶液直接反应，相比单液原电池，有利于最大程度地将化学能转化为电能
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3．原电池正极和负极的判断
4．电极反应方程式的书写
判断正误
(1)原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应( × ) (2)原电池中电流的方向是负极→导线→正极( × ) (3)原电池中负极发生的反应是还原反应( × )
(4)铜锌原电池中电子由锌电极经过溶液流向铜电极( × ) (5)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极( √ ) (6)所有的氧化还原反应都能设计成原电池( × )
深度思考
1．分析下列两个原电池装置，完成下列问题：
(1)甲装置中正极为________，电极反应式为________________，负极为___________，电极反应式为_____________________________。
(2)乙装置中正极为________，电极反应式为_________________，负极为___________，电极反应式为_____________________________。
答案 (1)Al 2H＋2e===H2↑ Mg Mg－2e===Mg2 (2)Mg 6H2O＋6e===3H2↑＋6OH Al 2Al－6e＋8OH===2AlO2＋4H2O
2．根据原电池的工作原理，写出下列电池的电极反应式。 (1)将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池：
①正极反应式是____________________________________________________________；
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②负极反应式是____________________________________________________________； ③原电池总反应的离子方程式是______________________________________________。
(2)有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银，其处理方法：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。在此形成的原电池中：
①负极反应式是____________________________________________________________； ②正极反应式是____________________________________________________________； ③总反应方程式是__________________________________________________________。 答案 (1)①2H＋2e===H2↑ ②Fe－2e===Fe2 ③Fe＋2H===Fe2＋H2↑
(2)①2Al－6e===2Al3 ②3Ag2S＋6e===6Ag＋3S2 ③3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑
解析 (2)要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S―→Ag，显然这是原电池的正极反应：3Ag2S＋6e===6Ag＋3S2，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：2Al－6e===2Al3，正极生成的S2和负极生成的Al3在溶液中都能水解且相互促进：2Al3＋3S2＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2S↑，有臭鸡蛋气味的硫化氢气体产生。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑。
3．根据下列原电池的总反应式，写出其电极反应式。
(1)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备硫酸铜，若将该反应设计为原电池，其负极反应式是________________________________________________________________，正极反应式是_____________________________________________________________。
(2)某原电池总反应为2FeO24＋3H2===Fe2O3＋4OH＋H2O，在该原电池中：负极反应式是______________________________________________________________________________；正极反应式是_____________________________________________________________。
答案 (1)2Cu－4e===2Cu2 O2＋4e＋4H===2H2O (2)3H2－6e＋6OH===6H2O 2FeO24＋5H2O＋6e===Fe2O3＋10OH
解析 (1)将总方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应，还原剂在负极上发生氧化反应：2Cu－4e===2Cu2；氧化剂在正极上发生还原反应：O2＋4e＋4H===2H2O。
(2)将总方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应，还原剂在负极上发生氧化反应：3H2－6e＋6OH===6H2O；氧化剂在正极上发生还原反应：2FeO24＋5H2O＋6e===Fe2O3＋10OH。
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方法指导
已知总反应式，书写电极反应式的方法
(1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 (2)当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应注意电解质参与的反应。 (3)若有一电极反应式较难书写，可先写较易写出的电极反应式，然后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。
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第四章 第一节 原电池(教师版)
