高中化学人教版选修4课件：第4章第一节.ppt

变式训练2　有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol/L的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol/L的NaOH溶液中，如图所示。 下列关于电极的判断正确的是(　　) A．甲中镁作负极，乙中镁作负极 B．甲中镁作负极，乙中铝作负极 C．甲中铝作正极，乙中铝作正极 D．甲中镁作正极，乙中铝作正极 解析：选B。甲中在酸性溶液中金属镁较金属铝容易失去电子，所以甲中金属镁作为原电池的负极；而乙中在碱性溶液中金属铝较金属镁更容易失去电子，所以乙中金属铝作为原电池的负极。 1．加快氧化还原反应的速率 例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。 2．寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源。 3．比较金属活动性强弱 例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a＞b。 原电池原理的应用 4．用于金属的防护 如要保护一个铁闸。可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。 5．设计化学电池 例如：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为依据，设计一个原电池。 (1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。 负极：Cu－2e－===Cu2＋　正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (2)确定电极材料 如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。 发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。 本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。 (3)确定电解质溶液 一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作电解液。 (4)构成闭合电路。 特别提醒：设计原电池时，若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电性，通常加入强碱或一般的强酸。如燃料电池，水中一般要加入KOH或H2SO4。 已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列问题： (1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因________________________________________________________________________。 (2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？________。 例3 若能，请写出电极反应式，负极：________________________________________________________________________， 正极：________________________________________________________________________。 (若不能，后两空不填) (3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。 【思路点拨】　解答该题要注意以下三点： (1)原电池的负极金属失电子而被腐蚀。 (2)自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。 (3)画原电池装置图时要注意电解质溶液的表示。 【解析】　(1)当Cu、Al导线连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。 (2)因为FeCl3能与Cu发生反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，因此根据给出条件可以设计成原电池，其负极为Cu，反应为Cu－2e－===Cu2＋，正极为石墨，电极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。 (3)因为反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图。 【答案】　(1)二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀 (2)能　Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (3) 互动探究 若(2)题中电极材料选铜和铁，则正、负极反应发生变化了吗？若改变，则应如何书写？ 【提示】　因为铁比铜活泼，故此时负极为Fe，电极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，铜为正极，电极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，总电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 变式训练3　利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图，并指出正极材料为________，电极反应式为________________；负极材料为________，电极反应式为