原電池幾種題型的考察一、原電池原理原電池裝置的構(gòu)成條件：①有活潑性不同的電極；②電解質(zhì)溶液；③形成閉合回路。只有這三個(gè)條件同時(shí)具備才有可能產(chǎn)生原電池電流?！纠?】下圖中的裝置能組成原電池產(chǎn)生電流的是（）解析：A中兩個(gè)電極相同，D中電極與電解質(zhì)溶液之間不發(fā)生反應(yīng)，不能構(gòu)成原電池。B符合原電池的三個(gè)條件，且Zn能與H2SO4溶液反應(yīng)，兩電極發(fā)生的反應(yīng)分別是：Zn-2e-====Zn2+，2H++2e-====H2↑。C中酒精不是電解質(zhì)，故不是原電池。答案：B【例2】根據(jù)右圖所示的裝置回答下列問題：（1）鐵片與銅片不用導(dǎo)線連接，有何現(xiàn)象發(fā)生？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）用導(dǎo)線把金屬片連接起來，現(xiàn)象有什么不同？用最恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)方程式表示發(fā)生的反應(yīng)。解析：第（1）種情況，銅片不起作用，鐵與H+反應(yīng)，但速率較小，鐵片越純，表面越光滑，反應(yīng)速率越小。第（2）種情況，用導(dǎo)線連接后構(gòu)成了原電池，正極產(chǎn)生氫氣，所以氣泡從銅片表面逸出。原電池的形成使電子得以順利轉(zhuǎn)移，H+在Cu表面得到電子比在鐵表面容易得多，所以反應(yīng)速率增大，氫氣逸出速率增大，鐵的溶解速率也增大。答案：（1）鐵片與銅片不用導(dǎo)線連接，則鐵片表面有氣泡產(chǎn)生，但速率較慢。Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑（2）①氣泡不從鐵片表面而是從銅片表面逸出；②產(chǎn)生氫氣的速率明顯加大。電極反應(yīng)式：負(fù)極：Fe-2e-====Fe2+正極：2H++2e-====H2↑友情提示:從這里可以得到啟發(fā)，若要加快鐵片和酸的反應(yīng)速率，可用銅片與之接觸或加少量CuSO4溶液使鐵從局部置換出銅，形成原電池。同樣，在制備氫氣的實(shí)驗(yàn)中，為加速鋅與酸反應(yīng)制取氫氣的速率，可以在酸中加少量CuSO4溶液，以使鋅與CuSO4溶液局部置換出的Cu形成原電池，或用粗鋅與酸反應(yīng)形成原電池加快反應(yīng)速率。二、原電池的設(shè)計(jì)與應(yīng)用常設(shè)計(jì)為能力探究題或判斷題。設(shè)計(jì)原電池要滿足原電池的形成條件。常用于加快化學(xué)反應(yīng)速率及金屬活動(dòng)性判斷?！纠?】選擇適宜的材料和試劑設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，以便完成下列反應(yīng)：2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2。畫出原電池的示意圖并寫出電極反應(yīng)。解析：根據(jù)形成原電池的3個(gè)條件，可知必須選擇兩個(gè)電極的材料和電解質(zhì)溶液。在反應(yīng)2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2中，Cu是被氧化的，應(yīng)該是原電池負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)，Cu作負(fù)極材料最適宜，而正極只須選活潑性比Cu弱的金屬或非金屬電極即可，可選擇石墨電極。Fe3+在正極上被還原，所以選擇FeCl3溶液作電解液，如右圖所示。答案：原電池設(shè)計(jì)如右圖所示。負(fù)極：Cu-2e-====Cu2+正極：2Fe3++2e-====2Fe2+總反應(yīng):Cu+2Fe3+====Cu2++2Fe2+友情提示:原電池裝置是該裝置必須能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。所以對(duì)裝置的正、負(fù)極材料選擇必須要注意該材料在裝置中作什么電極，這樣才能作出正確的選擇?！纠?】X、Y、Z、W四塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中組成原電池。X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極；Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷四種金屬的活動(dòng)順序是（）＞Z＞W(wǎng)＞Y＞X＞Y＞W(wǎng)＞X＞Y＞Z＞W(wǎng)＞Z＞X解析：在原電池中，活潑金屬作為電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑的金屬作為電池的正極，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，與電流的方向相反（物理學(xué)中規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍?。因此，X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極，則活潑性X＞Y；Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z，則活潑性Z＞W(wǎng)；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡，則活潑性X＞Z；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)，則W＞Y。綜上，可以得出金屬的活潑性順序是X＞Z＞W(wǎng)＞Y。答案：A友情提示:根據(jù)原電池的組成判斷金屬活潑性強(qiáng)弱是原電池原理的重要應(yīng)用，一定要注意：在原電池中活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被腐蝕；不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，常被保護(hù)起來；電子移動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極，與電流的方向相反。原電池案例分析你知道干電池提供的電能是由什么能轉(zhuǎn)化而來的嗎？干電池是由一金屬鋅外殼和內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)——NH4Cl、MnO2和少量漿糊組成的，中間有一根碳棒。鋅為電池負(fù)極，碳棒作電池正極。當(dāng)把鋅外殼和碳棒用導(dǎo)體連接起來，構(gòu)成了閉合回路，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-====Zn2+，正極：2+2MnO2+2e-====2NH3↑+Mn2O3+H2O。電池反應(yīng)為：2+2MnO2+Zn====2NH3↑+Zn2++Mn2O3+H2O。這樣，貯存在金屬鋅和NH4Cl中的化學(xué)能就轉(zhuǎn)化成電能釋放出來。從正、負(fù)極的變化，Zn、Mn兩種元素都存在化合價(jià)的變化，可看作發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。推而廣之，對(duì)所有的電池來說，其實(shí)都是氧化還原反應(yīng)的分解與組合，因此掌握氧化還原反應(yīng)的原理是掌握原電池反應(yīng)的前提。問題與討論：1.為什么