高考化学二轮复习 专题14 原电池 化学电源(含解析)

专题14 原电池化学电源考点一原电池的工作原理[考试标准]1．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。

2．工作原理(1)反应原理(2)3．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。

4．盐桥原电池(加试)(1)构造(2)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。

②盐桥的作用a．连接内电路，形成闭合回路；b．平衡电荷，使原电池不断产生电流。

③盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极。

(3)单池原电池和盐桥原电池的对比图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。

负极：Zn－2e－===Zn2＋正极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该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。

图2中Zn和CuSO4溶液分别在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋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。

关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。

正误辨析正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(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(×)(4)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长(√)(5)在铜锌原电池中，因为有电子通过电解质溶液，形成闭合回路，所以有电流产生(×)(6)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(×)题组一原电池装置的判断及应用1．下面装置中，能构成原电池的是________(填序号)。

答案②④⑥⑦⑨2．(2015·浙江10月选考，16)如图所示进行实验，下列说法不正确的是( )A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋答案 B3．在铜锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为________极，电极上发生的是____________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为____________________________________________________________________________________________；锌片上观察到的现象为____________________________________________________；铜为________极，电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式是________________________________________________________________________；铜片上观察到的现象是___________________________________________________。

原电池总反应的离子方程式为______________________________________________。

答案负氧化Zn－2e－===Zn2＋锌片溶解正还原Cu2＋＋2e－===Cu 铜极变粗Zn ＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu题组二原电池正、负极的判断(加试)4．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，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答案 D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。

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↑答案 B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HNO3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－===2AlO－2＋4H2O，二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。

1．规避原电池工作原理的3个失分点(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。

(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)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

2．原电池正、负极判断方法说明原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。

题组三盐桥原电池(加试)6．(2016·绍兴调研)根据下图，下列判断中正确的是( )A．烧杯a中的溶液pH降低B．烧杯b中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑答案 B解析由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，烧杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高；烧杯b中，Zn 发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。

7．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，调节杠杆并使其保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4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．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为导体时，A端低B端高D．当杠杆为导体时，A端高B端低答案 C解析当杠杆为导体时，构成原电池，Fe作负极，Cu作正极，电极反应式分别为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu，铜球质量增加，铁球质量减少，杠杆A端低B端高。

8．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。

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．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极答案 D解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流计读数为零时，Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。

平衡移动与盐桥作用当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流计示数为零；当电流计指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。

题组四原电池原理的应用应用一判断金属的活动性9．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，活动性________。

(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，活动性________。

(3)A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡，活动性________。

(4)B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，活动性________。

(5)用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性________。

综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为__________________________。

________________________________________________________________________。

答案(1)A>B (2)C>D (3)A>C (4)D>B(5)B>E A>C>D>B>E10．(2016·浙江乐清芙蓉中学高一5月月考)有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应，则四种金属的活动性顺序为( )A．A＞B＞C＞D B．C＞A＞B＞DC．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A答案 C比较金属活动性顺序的思维模型(1)思路归纳依据原理，判断正负极，比较活动性。

(2)方法归纳①根据原电池：一般情况下，负极大于正极。

②根据电解池：易得电子的金属阳离子，相应金属的活动性较弱。

③根据金属活动性顺序表。

应用二设计原电池，画出装置图11．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。

请写出电极反应式，负极：________________________________________________________________________，正极：________________________________________________________________________，并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。

答案Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋“装置图”常见失分点提示(1)不注明电极材料名称或元素符号。