18年高考化学大一轮复习第六章化学反应与能量2.1原电池化学电源课件

形式探究：本节主要以选择题、填空题形式出现。常综合学科 内知识进行考查，如联系“化学实验现象的判断和分析、定量实验 的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计 算”等。 还可以与新科学及新技术如新型电池等问题相联系考查。
考点一 原电池的工作原理
基础知识再巩固01
精讲精练提考能02
5．闭合回路的形成也有多种方式，可以是导线连接两个电极， 也可以是两电极接触，如图所示。
6．一般条件下，较活泼的金属材料作负极，失去电子，电子 经外电路流向正极，再通过溶液中的离子形成的内电路构成回路。 但 Mg、Al 和 NaOH 溶液构成原电池时，Al 作负极；Fe、Cu 和浓 HNO3 构成原电池时，Cu 作负极。规律为：与电解质溶液能发生氧 化还原反应的金属作负极。
－
答案：D
7．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
)
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液 D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
解析：A、B 项都是原电池原理，更易腐蚀；铁制品上镀铜， 阳极应为铜，C 错误；D 项是牺牲阳极的阴极保护法。
答案：C
2．有 A、B、 C、 D、 E 五块金属片，进行如下实验：① A、B 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中， A 极为负极；② C、 D 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，电流由 D→导线→ C； ③ A、 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； ⑤用惰性电极电解含 B 离子和 E 离子的溶液，E 先析出。据此，判 断五种金属的活动性顺序是( A． A>B>C>D>E C． C>A>B>D>E ) B． A>C>D>B>E D． B>D>C>A>E
离子流向 ________移向正极 电池反应 方程式 ____________________________
Zn 在 CuSO4 溶液中直接 接触 Cu ，会有一部分 Zn 与 Cu2＋直接反应，该 不同点 装置中既有化学能和电 能的转化，又有一部分化 学能转化成了热能，装置 的温度会升高
2＋
Zn 和 CuSO4 溶液在两个 池子中， Zn 与 Cu2＋不直 接接触， 不存在 Zn 与 Cu2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 5．任何氧化还原反应均可设计成原电池。(
)
6．放热反应通过一定的装置可以将化学能变为电能，构成原 电池。 ( )
7．原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳 离子向正极移动。 ( ) )
8．原电池放电时，电流方向为电池的负极→正极。 (
答案 1．√ 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.× 8.×
解析：CaO＋H2O===Ca(OH)2 不是氧化还原反应；KCl 和 AgNO3 反应生成 AgCl 沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的 不一定是金属，如石墨棒也可作电极。
答案：D
4．工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质 的不锈钢，在如图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无 色气泡，而图 2 装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有 色气体，则下列叙述正确的是( )
＋
，摩尔质量 M(Cu2 )<M(Zn2 )，乙池溶液的总质量增加， C 项
＋ ＋
正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电池工作过程 中 Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液的电荷平衡， 阴离子并不通过交换膜， D 项错误。 答案：C
精讲精练提考能 02
重点讲解 提升技能
原电池原理的四大应用 1．比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或 非金属 )作正极。 如有两种金属 A 和 B，用导线将 A 和 B 连接后，插入到稀硫 酸中，一段时间后，若观察到 A 溶解，而 B 上有气体放出，则说明 A 作负极，B 作正极，则可以判断金属活动性 A>B。
应分别在两个容器中进行 (中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质 溶液应含有与电极材料相同的阳离子。如在 Cu－ Zn 构成的原电池 中，负极 Zn 浸泡在含有 Zn2＋的电解质溶液中，而正极 Cu 浸泡在 含有 Cu2 的电解质溶液中。
＋
1．下列关于电化学的叙述错误的是 ( A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
答案：B
5．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(
)
A．①②中 Mg 作负极，③④中 Fe 作负极 B．②中 Mg 作正极，电极反应式为 6H2O＋ 6e－ ===6OH－ ＋ 3H2↑ C．③中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe－ 2e ===Fe2
－ ＋ － ＋
D．④中 Cu 作正极，电极反应式为 2H ＋ 2e ===H2↑
2．加快化学反应速率 如 Zn 与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量 CuSO4 溶 液，形成 Zn－ Cu 原电池，使产生氢气的速率增大。 3．用于金属的防护 如要保护铁制闸门，可用导线将其与锌块相连，使锌作负极， 铁制闸门作正极，从而使铁制闸门受到保护。
4．设计化学电源 设计原电池时要紧扣构成原电池的条件，首先将已知氧化还原 反应拆分为两个半反应，然后根据原电池的电极反应特点，结合两 个半反应找出正、负极材料 (负极是失电子的物质，正极用比负极活 动性差的金属或导电的非金属如石墨 )及电解质溶液。 电解质溶液一 般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与 负极发生反应 (如溶解于溶液中的空气 )。但如果氧化反应和还原反
第六章
化学反应与能量
第二节 原电池
化学电源
考纲要求 1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 高考命题探究 内容探究：纵观近几年的高考试题发现，本节主要围绕着原电 池工作原理及应用进行命题。往往以新型能源电池或燃料电池为载 体，考查电极的判断、电极反应的书写、电子或电流的方向、溶液 pH 的变化或计算，或应用电化学原理解释某些化学现象等。
答案：B
－ － －
6．某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋ 10FeSO4＋ 8H2SO4===2MnSO4＋ 5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋ 8H2O 设计如下原电池， 盐桥中装有饱和 K2SO4 溶液。下列说法正确的是( )
A．b 电极上发生还原反应 B．外电路电子的流向是从 a 到 b
1．下列有关原电池的说法中正确的是 ( A．在内电路中，电子由正极流向负极
)
B．在原电池中，一定是相对较活泼的金属作负极，不活泼的 金属作正极 C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生 D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化
解析：A 项，内电路中不存在电子的移动；B 项，若是由铝、 镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C 项，若是由锌、 铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产 生。
1． 只有放热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．电子均不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。 4．在原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不 反应；不发生反应的可看作金属发生吸氧腐蚀，如图所示。
解析：②中 Mg 不与 NaOH 溶液反应，而 Al 能和 NaOH 溶 液反应失去电子，故 Al 是负极；③中 Fe 在浓硝酸中钝化，Cu 和浓硝酸反应失去电子作负极，A、C 错；②中电池总反应为 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H2O===2NaAlO2 ＋ 3H2↑ ，负极反应式为 2Al ＋ 8OH －6e ===2AlO2 ＋4H2O， 两者相减得到正极反应式为 6H2O ＋6e－===6OH－＋3H2↑，B 正确；④中 Cu 是正极，电极反应式 为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D 错。
答案：D
2．在如图所示的 8 个装置中，属于原电池的是(
)
A．①④ C．④⑧
答案：D
B．③④⑤ D．②④⑥⑦
3．有关电化学知识的描述正确的是 (
)
A． CaO＋ H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反 应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能 B．某原电池反应为 Cu＋ 2AgNO3===Cu(NO3)2＋ 2Ag，装置中 的盐桥中可以是装有含琼胶的 KCl 饱和溶液 C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．缠有铜丝的铁片放入 CuSO4 溶液中也能形成原电池
A．图 1 为原电池装置，Cu 电极上产生的是 O2 B．图 2 装置中 Cu 电极上发生的电极反应式为：Cu－2e－ ===Cu2＋ C．由实验现象可知：金属活动性 Cu>Cr D．两个装置中，电子均由 Cr 电极流向 Cu 电极
解析：图 1 为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢 气；图 2 装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气 体，说明铜为负极，铬电极为正极，负极发生 Cu－2e－ ===Cu2＋； 由图 1 根据原电池原理知金属铬的活动性比铜强；图 1 中，电子 由 Cr 经导线流向 Cu，图 2 中电子由 Cu 极经导线流向 Cr。
基础知识再巩固 01
夯实基础 厚积薄发
1．概念及反应本质： 把 ________转化为 ________的装置，其本质是发生了 ________ 反应。
2．构成条件： 反应 能发生 ________的氧化还原反应 (一般是活泼性强的金属 与电解质溶液反应 )
电极 一般是活泼性不同的两电极(金属或 ________) 闭合 回路 形成需三个条件： ① ________；②两电极直接或间接接触； ③两电极插入 ________中
＋
直接反应的过程， 所以仅
是化学能转化成了电能， 电流稳定，且持续时间长
答案 1．化学能 电能 氧化还原 2．自发进行 石墨 电解质溶液 电解质溶液 3． 锌片 应 还原反应
＋
铜片
Zn－ 2e ===Zn2
－
＋
Cu2 ＋ 2e ===Cu
＋ －
氧化反
＋
锌片
铜片
正极
负极
Cl
－
K
＋
Zn＋ Cu2
===Zn2 ＋ Cu
2－ C．电池工作时，盐桥中的 SO4 移向甲烧杯
D．a 电极上发生的反应为：MnO4 ＋8H ＋5e ===Mn2 ＋
－ ＋ － ＋
4H2O
解析：由题干反应方程式知 FeSO4 失去电子，故 b 发生氧化 反应，A 错误；由上述分析可知， a 为正极，电子由负极流向正 极，即从 b 流向 a，B 错误；原电池中阴离子向负极移动，则盐 桥中的 SO2 4 移向乙烧杯中， C 错误。
3.工作原理(可用简图表示如下 )：
原电池
带盐桥的原电池
装置图
电极材料 负极： ________ 正极： ________ 电极反应 负极： ________ 正极： ________
反应类型 负极： ________ 正极： ________ 电子流向 离子移向 盐桥中 外电路中，电子由 ________沿导线方向流向 ________，电解质溶液中阳离子移向 ________，阴 离子移向 ________ 盐桥中含有饱和 KCl 溶液 ________移向负极，
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。 ( )
4．带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续 时间长。( )
解析：由锌铜原电池原理可知，锌电极为负极，失电子，发 生氧化反应，铜电极为正极，得电子，发生还原反应，A 项错误；
2－ 阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，两池中 c(SO4 )不变，
B 项错误； 电池工作过程中 Zn2 由甲池通过阳离子交换膜进入乙
＋
池， 乙池中 Cu2＋＋ 2e－ ===Cu， 其溶液中的离子转换为 Cu2＋→ Zn2