《原电池》学案1

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约7110字。

  第四章 电化学基础
  第一节 原电池
  重难点一 原电池正负极判断的方法
  1.由组成原电池的两极材料判断
  较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
  2.根据电流方向或电子流向判断
  外电路中,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。
  3.根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断
  在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
  4.根据原电池中两极发生的反应判断
  原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式,则可根据化合价升降来判断。
  5.根据电极质量的变化判断
  原电池工作后,某一电极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极上放电,该极为正极,活泼性较弱;反之,如果某一电极质量减轻,则该电极溶解,为负极,活泼性较强。
  6.根据电极上有气泡产生判断
  原电池工作后,如果某一电极上有气体产生,通常是因为该电极发生了析出H2的反应,说明该电极为正极,活泼性较弱。
  7.根据某电极(X)附近pH的变化判断
  析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,X极附近的pH增大了,说明X极为正极,金属活动性较强。
  特别提醒 应用此要点,须注意:
  原电池的电极类型不仅跟电极材料有关,还与电解质溶液的性质有关。如镁—铝电极在稀硫酸中构成原电池,镁为负极,铝为正极,但若以氢氧化钠为电解质溶液,则铝为负极,镁为正极。
  重难点二 电极反应式的书写方法
  书写电极反应式时,按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应,首先正确判断出电极反应产物,然后结合反应物及转移电子数量写出反应式,再结合质量守恒、电荷守恒配平各电极反应式。两电极反应式相加则得总反应式。结合具体的情况,我们可以概括为以下两种情况:(1)根据两个电极反应式,写出总反应式。使两个电极反应式得失电子数相等后,将两式相加,消去相同的化学式。(2)根据总反应式,写电极反应式一般分四个步骤:①列物质,标得失,②选离子,配电荷,③配个数,巧用水,④两式加,验总式。
  重难点三 原电池原理的应用
  1.依据原电池原理比较金属活动性强弱
  (1)电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
  (2)在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。
  (3)原电池的正极通常具备特定的现象:有气体生成,或电极质量增加或不变等;负极通常不断溶解,质量减少。
  2.根据原电池原理,把各种氧化还原反应设计成电池
  从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。
  (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H2、CH4等)。正极和负极之间
  产生的电势差是电子(阴、阳离子)移动的动力。
  例1 将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是(  )
  A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
  B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
  C.两烧杯中溶液的pH均增大

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