【名师一号】2017届高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第2讲 原电池 化学电源课件 新人教版分解

B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区
迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原
D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e
－===C 3H8O＋5H2O
解析 由模拟“人工树叶”电化学实验装置图知为电解装置， 故为 电能转化为化学能，A 选项错误；b 侧连接电源的正极为阳极，a 侧连 接电源的负极为阴极，在电解池中 H＋向阴极移动，B 选项正确；右侧 H2O→O2 发生的是氧化反应，每生成 1 mol O2，转移 4 mol e ，C3H8O 中碳的化合价是－2 价，故 3CO2→C3H8O，转移 18 mol e ，依据得失 2 电子守恒，反应中 2CO2→3O2，生成 1 mol O2 消耗 mol CO2，C 选项 3 错误； a 电极发生的是还原反应： 3CO2＋18H ＋18e ===C3H8O＋5H2O， D 选项错误。 答案 B
－ － － －
原电池正负极的判断及电极反应式的书写
1．原电池正、负极的判断方法
2．“三”步完成电极反应式的书写
考点二
原电池原理的应用
知识梳理
1．用于金属的防护 正极 而得到保护。例如，要保护一个 使被保护的金属制品作原电池_____
铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作
解析
加入 CuSO4 溶液， Zn 置换出 Cu ，形成原电池，加快反应速
率， (1)a 中 Zn 减少， H2 体积减小； (2) 中由于 H2SO4 定量，产生 H2 的体积
一样多；(3)当把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH3COO－＋H
＋ ===CH 3COOH ， a 中 c(H ＋ ) 减少，反应速率减小，但产生 H 的体积不 2
解析 原电池反应为 Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。Cu 电极作正极， Cu2＋在正极得电子，发生还原反应， A 项错误；由于两半池中的阴离子
－ － SO2 故 c(SO2 B 项错误； 甲池中由于生成 Zn2 4 不能透过半透膜， 4 )都不变， ＋
，而乙池中 Cu2＋＋2e－===Cu，则乙池中的 CuSO4 部分变为 ZnSO4，导 答案 C
Ⅱ能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。
思考辨析
判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极(
√) ) ×
(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(
( √)
Al－3e ＋4OH ===AlO2 ＋2H2O 。 或“还原”)，负极上的电极反应式为_______________________________
－ － －
铝―→铜 ，正极上的电 (3)若 a 为铜、b 为浓硝酸，则电流的方向为__________
＋ － － 2H ＋ NO ＋ e ===H2O＋NO2↑ 3 极反应式为____________________________ 。
溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是(
解析
金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去
电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在正极表面得到电 子生成H2，电子运动方向由负极→正极，电流方向则由正极→负极。 在题述原电池中，A－B原电池，A为负极；C－D原电池，C为负极； A－C原电池，A为负极；B－D原电池，D为负极；E先析出，E不活 泼。综上可知，金属活动性：A>C>D>B>E。 答案 B
解析
由题给图可知：该电池的b极电极式为：Li－e－===Li＋，
所以b极为负极，a为正极，A项正确；B项正确；C项放电时，负极Li 价态发生变化，a为正极，Li＋价态不变，C项错误；D项放电时阳离子
移向正极，D项正确。
答案 C
5．某原电池装置如图所示，电池总反应为 2Ag＋Cl2===2AgCl。下列 说法正确的是( )
应实质是C6H12O6的氧化反应，D项正确。 答案 A
3．(2015·天津理综)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只
允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是( )
A．铜电极上发生氧化反应
－ B．电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2 4 )减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
(4)上述事实表明，确定原电池中电极的类型时，不仅要考虑电极材料
电解质的性质 。 本身的性质，还要考虑________________
解析 (1)镁、铝均能与 CuCl2 溶液反应，但镁比铝活泼，故镁失去电 子作负极。(2)铝能与 NaOH 溶液反应而镁不能，铝作负极失去电子变成 AlO2 ，电极反应式为 Al－3e ＋4OH ===AlO2 ＋2H2O。(3)常温下铝在浓 硝酸中发生钝化， 故铜失去电子作负极， 正极上是 NO－ 3 得到电子生成 NO2。
＋6H2O
解析
C6H12O6中C的平均化合价为0价，二氧化碳中C的化合价
为＋4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，故CO2在负极生成， A选项错误；在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率加 快，所以微生物促进了反应的发生，B项正确；质子交换膜只允许质
子(即H＋)通过，原电池中阳离子向正极移动，C项正确；电池的总反
一个_____ 。 自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率_____ 增大
例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速 率加快。
题组训练
1．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：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，
第六章
化学反应与能量
第二讲
原电池
化学电源
[考纲要求] 1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池总反应式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
考点一
原电池及其工作原理
知识梳理
1．概念 化学能 转化为_____ 电能 的装置。 把________ 2．构成条件 活泼性不同 的电极(常见为金属或石墨)。 (1)有两个____________ 电解质溶液 中。 (2)将电极插入____________ 闭合回路 两电极接触或用导线连接)。 (3)两电极间构成__________( (4)能自发发生氧化还原反应。
－，负极发生失电子的氧化反应：Ag－e－＋Cl－===AgCl，阳离子交
换膜右侧无白色沉淀生成；若用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不会 改变；当电路中转移0.01 mol电子时，负极消耗0.01 mol Cl－，右侧正 极生成0.01 mol Cl－，左侧溶液中应有0.01 mol H＋移向右侧，约减少 0.02 mol离子。 答案 D
变，所以C项正确。
4．(1)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电
能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两
种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)，铜片，
铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(如图所示)，并作相应标 注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。 答案
6.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，回答 下列问题。
Al ，负 (1)若 a 为镁、b 为 CuCl2，则正极材料为______
Mg－2e ===Mg2 极上的电极反应式为________________________ 。
－ ＋
还原 反应(填“氧化” (2)若 a 为镁、b 为 NaOH，则 Mg 极上发生________
原电池的负极。 2．设计制作化学电源
(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。
(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电 解质溶液。
3．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作_____ 的金属比作_____ 的 负极 正极 金属活泼。 4．加快氧化还原反应的速率
溶液作为电解质溶液，比Cu活泼性弱的作为正极。
3．把适合题意的图象填在横线上(用A、B、C、D表示)
(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入
A 少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是________ 。 (2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少 B 量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是________ 。 (3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图 C 象是________ 。
A．正极反应为 AgCl＋e－===Ag＋Cl－ B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D．当电路中转移 0.01 mol e 时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子
－
解析
原电池的正极发生得电子的还原反应：Cl2＋2e－===2Cl
2．某原电池总反应为 Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应 的原电池是( ) A. 电极材料 Cu、Zn 电解液
解析 答案
B. Cu、C Fe(NO3)2
C. Fe、Zn CuSO4
D. Cu、Ag Fe2(SO4)3
FeCl3
根据Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，Cu作负极，含有Fe3＋的 D
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(2)原电池中的三个方向： 负 极流出沿导线流入_____ 正 极； ①电子方向：从_____ 正 极沿导线流向_____ 负 极； ②电流方向：从_____ 负 极迁移，阳离子 ③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向_____ 正 极迁移。 向_____ (3)两种装置的比较： 装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置