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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第一课时导学案
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第一课时导学案，共16页。
第1课时 原电池的工作原理
[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：以锌铜原电池为例，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．实验探究：锌铜原电池的工作原理(含盐桥)
特别提醒 ①盐桥的作用：形成闭合回路；平衡两侧的电荷，溶液呈电中性；避免电极与电解质溶液的直接接触，减少电流的衰减。
②原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。
3．原电池工作原理示意图
(1)原电池中电流的方向是负极→导线→正极(×)
(2)原电池中负极发生的反应是还原反应(×)
(3)铜锌原电池中电子由锌电极经过溶液流向铜电极(×)
(4)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极(√)
(5)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属(×)
1．如图是某同学设计的原电池装置，
(1)电极Ⅰ上发生________(填反应类型)，作________(填电极名称)。
(2)电极Ⅱ的电极反应式为___________________________________________。
(3)该原电池的总反应式为________________________________________________。
(4)盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是________。
答案 (1)还原反应 原电池的正极 (2)Cu－2e－===Cu2＋ (3)2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
(4)形成闭合回路、平衡电荷(答案合理即可)
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______________________________________________________________；
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↑。
一般电极反应式的书写方法
(1)判断原电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂。
(2)结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。
(3)写出电极反应式，将两式相加得总反应式。
二、原电池的应用
1．加快氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。
2．比较金属活动性强弱
例如，有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。
3．设计原电池
理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。
(a)外电路
负极——化合价升高的物质
正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒
(b)内电路：化合价降低的物质作电解质溶液。
如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池(×)
(2)将Mg和Al导线连接放入NaOH溶液，Al不断溶解，说明活泼性Mg＜Al(×)
(3)足量的Zn与稀H2SO4反应时，滴入CuSO4溶液可以加快反应速率，因为c(SOeq \\al(2－,4))增大(×)
(4)增大浓度，能加快原电池反应的速率(×)
一般来说，设计成原电池的反应为放热反应，但有些吸热反应如果能自发进行也可设计成原电池，如：AsOeq \\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq \\al(3－,3)＋I2＋H2O
通过调节B中的pH，实现原电池电极的转换，若正方向放热，则逆方向吸热，均能构成原电池。
1．由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是_________________________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是_________________________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_____________________________________________。
答案 (1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－=== Cu
(3)变大 (4)D＞A＞B＞C
解析 甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性：A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性：B＞C；丙中A上有气泡即H2产生，则A为正极，活动性：D＞A，随着H＋的消耗，pH变大。
2．依据氧化还原反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________________，电解质溶液Y是____________。
(2)银电极的电极反应式是_______________________________________________________；
X电极的电极反应式是__________________________________________________________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
(4)该原电池的正极是____________，还可以选用__________________等材料。
答案 (1)铜 硝酸银溶液 (2)2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)负(或铜) 正(或银) (4)银 铂、石墨
解析 原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是Cu，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐溶液，常用AgNO3溶液。电极反应式如下，负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，电子由负极(Cu)流出，经外电路流向正极(Ag)。
设计原电池时电解质溶液和电极材料的选择
(1)电解质溶液一般要能够与负极材料发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
(2)电池的电极材料必须能导电。
①活动性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极。
②金属和非金属。如锌作负极，石墨棒作正极。
③金属和化合物。如铅蓄电池，铅块作负极，PbO2作正极。
④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。
随堂演练 知识落实
1．(2019·甘肃武威第十八中学高二上期末)下列装置中，能构成原电池的是( )
答案 D
2．下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是( )
A．均发生了化学能转化为电能的过程
B．Zn和Cu既是电极材料又是反应物
C．工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu
D．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
答案 B
解析 两个装置都为原电池装置，均发生化学能转化为电能的过程，故A正确；根据原电池的工作原理，锌比铜活泼，锌作负极、铜作正极，铜本身不是反应物，故B错误；锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，故C正确；图乙装置产生的电流在一段时间内变化不大，但图甲装置产生的电流在较短时间内就会衰减，故D正确。
3．(2019·江西临川第一中学高二月考)某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是( )
A．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
B．乙烧杯中发生还原反应
C．外电路的电流方向是从a到b
D．电池工作时，盐桥中的SOeq \\al(2－,4)移向甲烧杯
答案 C
解析 甲烧杯中发生的电极反应为MnOeq \\al(－,4)＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，氢离子浓度减小，导致溶液的pH增大，A项错误；a电极发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应式为MnOeq \\al(－,4)＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，b电极亚铁离子失去电子发生氧化反应，Fe2＋－e－===
Fe3＋，B项错误；由上述分析可知，a为正极，b为负极，则电流方向为从a到b，C项正确；阴离子向负极移动，则盐桥中的SOeq \\al(2－,4)移向乙烧杯，D项错误。
4．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？____。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的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)。
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铝作负极被腐蚀 (2)能 Cu－2e－===Cu2＋ 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (3)如图
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铝被腐蚀。(2)因为Fe2(SO4)3能与Cu发生反应：Fe2(SO4)3＋Cu===2FeSO4＋CuSO4，因此根据给出条件可以设计成原电池，其负极为Cu，电极反应为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，正极为Cu、Ag或石墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图。
题组一 原电池的构成及工作原理
1．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是( )
答案 A
解析 装置B、C中无化学反应发生；D不能形成闭合回路；只有A能形成原电池，铜电极上有氢气产生。
2．(2019·江西赣州南康中学、于都中学高二上月考)如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)( )
A．当M为CuSO4、杠杆为导体时，A端低，B端高
B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，A端高，B端低
C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低
D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高
答案 A
解析 杠杆为导体时，该装置形成原电池，Fe为负极、Cu为正极，A、B、C三个选项中Fe均会溶解，质量减轻，所以B端高。杠杆为绝缘体时，不形成原电池，D选项中只在铁球上发生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的反应，铁球质量增加，B端低。
3．(2019·成都高二检测)在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
答案 B
解析 a为活泼金属，比碳棒活泼，作负极。
4．下列关于原电池的叙述正确的是( )
A．在外电路中，电流由铜电极流向银电极
B．正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
C．实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D．将铜片直接浸入硝酸银溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
答案 D
解析 该原电池中Cu作负极，Ag作正极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋(负极)，2Ag＋＋2e－===2Ag(正极)，盐桥起到了传递离子、形成闭合回路的作用，电子是由负极流向正极，电流的方向和电子的流向相反。D选项正确。
5．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( )
A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋C2＋(aq)===C(s)＋Cd2＋(aq)
B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．乙中有1 ml电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出
答案 B
解析 由甲可知Cd的活动性强于C，由乙可知C的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。
题组二 原电池电极的判断和电极反应式书写
6．对于原电池的电极名称，叙述错误的是( )
A．发生氧化反应的一极为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流流出的一极为正极
答案 C
解析 原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。
7．控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是( )
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流表读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极
答案 D
解析 由题图并结合原电池原理分析可知，Fe3＋得到电子变为Fe2＋，被还原，I－失去电子变为I2，被氧化，A、B项正确；电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态，C项正确；向甲中加入FeCl2固体，对于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反应方向移动，此时Fe2＋被氧化，I2被还原，故甲中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，D项错误。
8．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是( )
A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋
C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
D．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
答案 A
解析 铁比铜活泼，铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al－3e－===Al3＋，故B正确；虽然镁比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O，故C正确；Al与浓硝酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故D正确。
题组三 原电池工作原理的应用
9．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断四种金属的活动性顺序是( )
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；
④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。
A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞D
C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A
答案 A
解析 ①活泼性较强的金属作原电池的负极，A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极，则活动性：A＞B；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电子由负极→导线→正极，电流方向与电子方向相反，电流由正极D→导线→负极C，则活动性：C＞D；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡，说明C为原电池的正极，较不活泼，则活动性：A＞C；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，说明D为原电池的负极，则活动性：D＞B；所以有：A＞C＞D＞B，故A项正确。
10．a、b两个烧杯中均盛有100 mL等浓度的稀H2SO4，将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是( )
答案 B
解析 H2SO4的物质的量相等、Zn粉过量，H2的量由H2SO4的物质的量决定。a中部分Zn与CuSO4发生反应置换出Cu并形成“Zn|H2SO4|Cu”原电池，反应速率加快，但产生H2的体积相等。
11．(2019·宁夏长庆高级中学高二上期末)如图所示装置，电流表A发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的( )
A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸
B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸
C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3溶液
D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3溶液
答案 D
解析 根据题意可知，在该原电池中，A极逐渐变粗，B极逐渐变细，所以B作负极，A作正极，B的活泼性大于A的活泼性，所以排除A、C选项；A极逐渐变粗，说明有金属析出，B选项中正极H＋放电析出氢气，D选项中正极析出金属Ag，D项正确。
12.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是( )
A．Zn为负极，发生还原反应
B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极
D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜
答案 D
解析 根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根据电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A、B项错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D正确。
13．(2019·泉州高二质检)为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如图装置，按要求回答下列问题：
(1)此装置工作时，可以观察到的现象是____________________________________________，
电池总反应式为______________________________________________。
(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。
(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SOeq \\al(2－,4)向____________移动，硫酸铜溶液中SOeq \\al(2－,4)向____________移动。
(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________的定向移动来导电的。在工作时，K＋移向________。
答案 (1)锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (2)锌半电池 铜半电池 (3)锌电极(或负极) 盐桥 (4)离子 正极区(或CuSO4溶液)
解析 (1)该装置为锌铜原电池，总反应式为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到①锌片不断溶解，②铜片上有红色物质析出，③电流表指针发生偏转。(2)Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。(3)电池工作时，ZnSO4溶液中SOeq \\al(2－,4)向负极或锌电极移动，CuSO4溶液中SOeq \\al(2－,4)向盐桥移动。(4)盐桥中，K＋向正极区或CuSO4溶液移动，Cl－向负极区或ZnSO4溶液移动，这样依靠离子的定向移动形成闭合回路而导电。
14．能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。
(1)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是______(填字母)。
(2)写出该装置正极的电极反应式：__________________________________________。
(3)该装置中溶液里的阴离子移向______________(填电极的化学式)极。
(4)若装置中转移了0.2 ml电子，则理论上溶液增加的质量是________。
答案 (1)C (2)2H＋＋2e－===H2↑ (3)Zn
(4)6.3 g
解析 (1)原电池的构成条件：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发地进行氧化还原反应，C装置符合构成原电池的条件，故C正确。(2)C装置中Ag作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H＋＋2e－=== H2↑。(3)阴离子移向负极锌。(4)装置中转移了0.2 ml电子，根据总反应：2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑，则理论上溶液质量增重0.1×65 g－0.1×2 g＝6.3 g。
15．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 ml·L－1稀硫酸中，乙同学将电极放入6 ml·L－1NaOH溶液中，如图所示。
(1)写出甲池中发生的有关电极反应式：
负极________________________________________________________________________，
正极________________________________________________________________________。
(2)乙池中负极为________，正极发生________反应，总反应的离子方程式为___________
_____________________________________________________________。
(3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________(填写元素符号，下同)活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。
(4)由此实验，可得到如下哪些结论？________(填字母)。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应条件多变，应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案：________________________________________________________________。
答案 (1)Mg－2e－===Mg2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al 还原 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(3)Mg Al (4)AD
(5)不可靠 根据电路中电流的方向或电子转移的方向
解析 (1)甲池中电池总反应方程式为Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，Al作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
(2)乙池中电池总反应方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以负极为Al，正极为Mg，正极上发生还原反应。
(3)甲池中Mg为负极，Al为正极；乙池中Al为负极，Mg为正极。若根据负极材料金属比正极活泼，则甲判断Mg活动性强，乙判断Al活动性强。装置示意图
注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶
现象
锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转
能量转换
化学能转化为电能
微观探析
在硫酸锌溶液中，负极一端的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液
在硫酸铜溶液中，正极一端的Cu2＋获得电子变成Cu沉积在铜片上
电子或离子
移动方向
电子：负极流向正极
盐桥：Cl—移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液
工作原理，
电极反应式
负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)
正极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)
总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
①化合价升高的物质
负极：Cu
②活泼性较弱的物质
正极：C
③化合价降低的物质
电解质溶液：FeCl3
示意图
装置
现象
金属A不断溶解形成二价金属离子
C极质量增加
A极有气泡产生
第1课时 原电池的工作原理
[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：以锌铜原电池为例，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．实验探究：锌铜原电池的工作原理(含盐桥)
特别提醒 ①盐桥的作用：形成闭合回路；平衡两侧的电荷，溶液呈电中性；避免电极与电解质溶液的直接接触，减少电流的衰减。
②原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。
3．原电池工作原理示意图
(1)原电池中电流的方向是负极→导线→正极(×)
(2)原电池中负极发生的反应是还原反应(×)
(3)铜锌原电池中电子由锌电极经过溶液流向铜电极(×)
(4)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极(√)
(5)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属(×)
1．如图是某同学设计的原电池装置，
(1)电极Ⅰ上发生________(填反应类型)，作________(填电极名称)。
(2)电极Ⅱ的电极反应式为___________________________________________。
(3)该原电池的总反应式为________________________________________________。
(4)盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是________。
答案 (1)还原反应 原电池的正极 (2)Cu－2e－===Cu2＋ (3)2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
(4)形成闭合回路、平衡电荷(答案合理即可)
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______________________________________________________________；
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↑。
一般电极反应式的书写方法
(1)判断原电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂。
(2)结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。
(3)写出电极反应式，将两式相加得总反应式。
二、原电池的应用
1．加快氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。
2．比较金属活动性强弱
例如，有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。
3．设计原电池
理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。
(a)外电路
负极——化合价升高的物质
正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒
(b)内电路：化合价降低的物质作电解质溶液。
如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池(×)
(2)将Mg和Al导线连接放入NaOH溶液，Al不断溶解，说明活泼性Mg＜Al(×)
(3)足量的Zn与稀H2SO4反应时，滴入CuSO4溶液可以加快反应速率，因为c(SOeq \\al(2－,4))增大(×)
(4)增大浓度，能加快原电池反应的速率(×)
一般来说，设计成原电池的反应为放热反应，但有些吸热反应如果能自发进行也可设计成原电池，如：AsOeq \\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq \\al(3－,3)＋I2＋H2O
通过调节B中的pH，实现原电池电极的转换，若正方向放热，则逆方向吸热，均能构成原电池。
1．由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是_________________________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是_________________________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_____________________________________________。
答案 (1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－=== Cu
(3)变大 (4)D＞A＞B＞C
解析 甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性：A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性：B＞C；丙中A上有气泡即H2产生，则A为正极，活动性：D＞A，随着H＋的消耗，pH变大。
2．依据氧化还原反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________________，电解质溶液Y是____________。
(2)银电极的电极反应式是_______________________________________________________；
X电极的电极反应式是__________________________________________________________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
(4)该原电池的正极是____________，还可以选用__________________等材料。
答案 (1)铜 硝酸银溶液 (2)2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)负(或铜) 正(或银) (4)银 铂、石墨
解析 原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是Cu，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐溶液，常用AgNO3溶液。电极反应式如下，负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，电子由负极(Cu)流出，经外电路流向正极(Ag)。
设计原电池时电解质溶液和电极材料的选择
(1)电解质溶液一般要能够与负极材料发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
(2)电池的电极材料必须能导电。
①活动性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极。
②金属和非金属。如锌作负极，石墨棒作正极。
③金属和化合物。如铅蓄电池，铅块作负极，PbO2作正极。
④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。
随堂演练 知识落实
1．(2019·甘肃武威第十八中学高二上期末)下列装置中，能构成原电池的是( )
答案 D
2．下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是( )
A．均发生了化学能转化为电能的过程
B．Zn和Cu既是电极材料又是反应物
C．工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu
D．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
答案 B
解析 两个装置都为原电池装置，均发生化学能转化为电能的过程，故A正确；根据原电池的工作原理，锌比铜活泼，锌作负极、铜作正极，铜本身不是反应物，故B错误；锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，故C正确；图乙装置产生的电流在一段时间内变化不大，但图甲装置产生的电流在较短时间内就会衰减，故D正确。
3．(2019·江西临川第一中学高二月考)某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是( )
A．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
B．乙烧杯中发生还原反应
C．外电路的电流方向是从a到b
D．电池工作时，盐桥中的SOeq \\al(2－,4)移向甲烧杯
答案 C
解析 甲烧杯中发生的电极反应为MnOeq \\al(－,4)＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，氢离子浓度减小，导致溶液的pH增大，A项错误；a电极发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应式为MnOeq \\al(－,4)＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，b电极亚铁离子失去电子发生氧化反应，Fe2＋－e－===
Fe3＋，B项错误；由上述分析可知，a为正极，b为负极，则电流方向为从a到b，C项正确；阴离子向负极移动，则盐桥中的SOeq \\al(2－,4)移向乙烧杯，D项错误。
4．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？____。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的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)。
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铝作负极被腐蚀 (2)能 Cu－2e－===Cu2＋ 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (3)如图
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铝被腐蚀。(2)因为Fe2(SO4)3能与Cu发生反应：Fe2(SO4)3＋Cu===2FeSO4＋CuSO4，因此根据给出条件可以设计成原电池，其负极为Cu，电极反应为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，正极为Cu、Ag或石墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图。
题组一 原电池的构成及工作原理
1．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是( )
答案 A
解析 装置B、C中无化学反应发生；D不能形成闭合回路；只有A能形成原电池，铜电极上有氢气产生。
2．(2019·江西赣州南康中学、于都中学高二上月考)如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)( )
A．当M为CuSO4、杠杆为导体时，A端低，B端高
B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，A端高，B端低
C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低
D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高
答案 A
解析 杠杆为导体时，该装置形成原电池，Fe为负极、Cu为正极，A、B、C三个选项中Fe均会溶解，质量减轻，所以B端高。杠杆为绝缘体时，不形成原电池，D选项中只在铁球上发生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的反应，铁球质量增加，B端低。
3．(2019·成都高二检测)在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
答案 B
解析 a为活泼金属，比碳棒活泼，作负极。
4．下列关于原电池的叙述正确的是( )
A．在外电路中，电流由铜电极流向银电极
B．正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
C．实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D．将铜片直接浸入硝酸银溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
答案 D
解析 该原电池中Cu作负极，Ag作正极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋(负极)，2Ag＋＋2e－===2Ag(正极)，盐桥起到了传递离子、形成闭合回路的作用，电子是由负极流向正极，电流的方向和电子的流向相反。D选项正确。
5．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( )
A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋C2＋(aq)===C(s)＋Cd2＋(aq)
B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．乙中有1 ml电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出
答案 B
解析 由甲可知Cd的活动性强于C，由乙可知C的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。
题组二 原电池电极的判断和电极反应式书写
6．对于原电池的电极名称，叙述错误的是( )
A．发生氧化反应的一极为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流流出的一极为正极
答案 C
解析 原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。
7．控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是( )
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流表读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极
答案 D
解析 由题图并结合原电池原理分析可知，Fe3＋得到电子变为Fe2＋，被还原，I－失去电子变为I2，被氧化，A、B项正确；电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态，C项正确；向甲中加入FeCl2固体，对于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反应方向移动，此时Fe2＋被氧化，I2被还原，故甲中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，D项错误。
8．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是( )
A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋
C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
D．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
答案 A
解析 铁比铜活泼，铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al－3e－===Al3＋，故B正确；虽然镁比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O，故C正确；Al与浓硝酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故D正确。
题组三 原电池工作原理的应用
9．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断四种金属的活动性顺序是( )
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；
④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。
A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞D
C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A
答案 A
解析 ①活泼性较强的金属作原电池的负极，A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极，则活动性：A＞B；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电子由负极→导线→正极，电流方向与电子方向相反，电流由正极D→导线→负极C，则活动性：C＞D；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡，说明C为原电池的正极，较不活泼，则活动性：A＞C；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，说明D为原电池的负极，则活动性：D＞B；所以有：A＞C＞D＞B，故A项正确。
10．a、b两个烧杯中均盛有100 mL等浓度的稀H2SO4，将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是( )
答案 B
解析 H2SO4的物质的量相等、Zn粉过量，H2的量由H2SO4的物质的量决定。a中部分Zn与CuSO4发生反应置换出Cu并形成“Zn|H2SO4|Cu”原电池，反应速率加快，但产生H2的体积相等。
11．(2019·宁夏长庆高级中学高二上期末)如图所示装置，电流表A发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的( )
A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸
B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸
C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3溶液
D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3溶液
答案 D
解析 根据题意可知，在该原电池中，A极逐渐变粗，B极逐渐变细，所以B作负极，A作正极，B的活泼性大于A的活泼性，所以排除A、C选项；A极逐渐变粗，说明有金属析出，B选项中正极H＋放电析出氢气，D选项中正极析出金属Ag，D项正确。
12.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是( )
A．Zn为负极，发生还原反应
B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极
D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜
答案 D
解析 根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根据电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A、B项错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D正确。
13．(2019·泉州高二质检)为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如图装置，按要求回答下列问题：
(1)此装置工作时，可以观察到的现象是____________________________________________，
电池总反应式为______________________________________________。
(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。
(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SOeq \\al(2－,4)向____________移动，硫酸铜溶液中SOeq \\al(2－,4)向____________移动。
(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________的定向移动来导电的。在工作时，K＋移向________。
答案 (1)锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (2)锌半电池 铜半电池 (3)锌电极(或负极) 盐桥 (4)离子 正极区(或CuSO4溶液)
解析 (1)该装置为锌铜原电池，总反应式为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到①锌片不断溶解，②铜片上有红色物质析出，③电流表指针发生偏转。(2)Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。(3)电池工作时，ZnSO4溶液中SOeq \\al(2－,4)向负极或锌电极移动，CuSO4溶液中SOeq \\al(2－,4)向盐桥移动。(4)盐桥中，K＋向正极区或CuSO4溶液移动，Cl－向负极区或ZnSO4溶液移动，这样依靠离子的定向移动形成闭合回路而导电。
14．能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。
(1)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是______(填字母)。
(2)写出该装置正极的电极反应式：__________________________________________。
(3)该装置中溶液里的阴离子移向______________(填电极的化学式)极。
(4)若装置中转移了0.2 ml电子，则理论上溶液增加的质量是________。
答案 (1)C (2)2H＋＋2e－===H2↑ (3)Zn
(4)6.3 g
解析 (1)原电池的构成条件：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发地进行氧化还原反应，C装置符合构成原电池的条件，故C正确。(2)C装置中Ag作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H＋＋2e－=== H2↑。(3)阴离子移向负极锌。(4)装置中转移了0.2 ml电子，根据总反应：2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑，则理论上溶液质量增重0.1×65 g－0.1×2 g＝6.3 g。
15．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 ml·L－1稀硫酸中，乙同学将电极放入6 ml·L－1NaOH溶液中，如图所示。
(1)写出甲池中发生的有关电极反应式：
负极________________________________________________________________________，
正极________________________________________________________________________。
(2)乙池中负极为________，正极发生________反应，总反应的离子方程式为___________
_____________________________________________________________。
(3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________(填写元素符号，下同)活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。
(4)由此实验，可得到如下哪些结论？________(填字母)。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应条件多变，应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案：________________________________________________________________。
答案 (1)Mg－2e－===Mg2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al 还原 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(3)Mg Al (4)AD
(5)不可靠 根据电路中电流的方向或电子转移的方向
解析 (1)甲池中电池总反应方程式为Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，Al作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
(2)乙池中电池总反应方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以负极为Al，正极为Mg，正极上发生还原反应。
(3)甲池中Mg为负极，Al为正极；乙池中Al为负极，Mg为正极。若根据负极材料金属比正极活泼，则甲判断Mg活动性强，乙判断Al活动性强。装置示意图
注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶
现象
锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转
能量转换
化学能转化为电能
微观探析
在硫酸锌溶液中，负极一端的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液
在硫酸铜溶液中，正极一端的Cu2＋获得电子变成Cu沉积在铜片上
电子或离子
移动方向
电子：负极流向正极
盐桥：Cl—移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液
工作原理，
电极反应式
负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)
正极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)
总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
①化合价升高的物质
负极：Cu
②活泼性较弱的物质
正极：C
③化合价降低的物质
电解质溶液：FeCl3
示意图
装置
现象
金属A不断溶解形成二价金属离子
C极质量增加
A极有气泡产生
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