原电池新型化学电源

第二讲原电池新型化学电源

1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。2016，卷甲11T；2016，卷丙11T；2015，卷Ⅰ 11T；2015，卷Ⅱ 26T(1)(2)；2014，卷Ⅱ 12T

原电池及其工作原理

[知识梳理]

一、原电池的概念和反应本质

原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。

二、原电池的构成条件

1．一看反应

看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。2．二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

3．三看是否形成闭合回路

形成闭合回路需三个条件：

(1)电解质溶液；

(2)两电极直接或间接接触；

(3)两电极插入电解质溶液中。

三、原电池的工作原理

如图是两种锌铜原电池示意图：

1．反应原理

电极名称负极正极

电极材料锌片铜片

电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu

反应类型氧化反应还原反应

电池反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

2.原电池中的三个方向

(1)电子流动方向：从负极流出沿导线流入正极；

(2)电流流动方向：从正极沿导线流向负极；

(3)离子迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。

四、盐桥原电池的组成和作用

1．盐桥原电池中半电池的构成条件：电极金属和其对应的盐溶液。一般不要任意替换

成其他阳离子盐溶液，否则可能影响效果。盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

2．盐桥的作用

(1)连接内电路，形成闭合回路；

(2)平衡电荷，使原电池不断产生电流。

[自我检测]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极。()

(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。()

(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。()

答案：(1)√(2)×(3)×

2．(教材改编题)下列装置不能形成原电池的是()

解析：选C。A、B、D项都具有①活泼性不同的电极；②电解质溶液；③闭合回路；

④自发进行的氧化还原反应，均能构成原电池；C项中酒精为非电解质，不能构成原电池。

3．(2017·北京丰台区高三模拟)有关如图所示原电池的叙述不正确的是()

A．电子沿导线由Cu片流向Ag片

B．正极的电极反应式是Ag＋＋e－===Ag

C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应

D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液

解析：选D。该装置是原电池装置，其中Cu为负极，失电子发生氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋，Ag为正极，得电子发生还原反应：Ag＋＋e－===Ag。原电池中，负极(Cu)失去的电子沿导线流向正极(Ag)，盐桥中的阳离子移向正极，即移向AgNO3溶液，综上所述，D 错误。

原电池原理考查中四个常见失分点的规避

(1)只有自发进行的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。

(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整

的闭合回路。

(3)无论在原电池还是电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。

(2016·高考全国卷甲，11，6分)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水

激活电池。下列叙述错误的是()

A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋

B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag

C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑

[解析]该电池中Mg作负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2＋，A项正确；正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正

确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。

[答案] B

我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠

空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。

则电源的负极材料是__________，负极反应式为______________________；正极材料是________，正极反应式为____________________。

答案：铝4Al－12e－=== 4Al3＋石墨等惰性电极3O2＋6H2O＋12e－=== 12OH－

原电池正、负极的判断方法

原电池构成及原理考查

1．(教材改编题)如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是()

A．若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2

B．水果电池的化学能转化为电能

C．此水果发电的原理是电磁感应

D．金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片

答案：C

2．(2016·高考海南卷改编)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是()

A．Zn为电池的负极，被还原

B．正极反应式为2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O

C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

D．电池工作时OH－向负极迁移