高中化学必修二第二章化学能与电能知识点

第二节化学能与电能

一、化学电源

1.原电池：把化学能直接转化为电能的装置叫原电池。

2.工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转化为电能。

3.构成原电池的条件：①电极为导体且活性不同②两电极通过导线连接③两

个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。

4.电极及反应

负极：较活泼金属做负极，发生氧化反应，失去电子。负极溶解，质量减少。

正极：较不活泼金属或石墨做正极，发生还原反应，得到电子。一般有气体放出或正极质量增加。

例如：负极：(氧化反应)

正极：(还原反应)

5.正负极判断（负）

①较活泼的为负极

②电子流出的极为负极

③电流流入的极为负极

④失电子的极为负极

⑤化合价升高的极为负极

⑥发生氧化反应的极为负极

⑦溶液中阴离子移向的极为负极

⑧电流表指针偏向的极为负极

⑨质量减少的极为负极

6.电极反应的书写方法：

（1）写出总反应方程式

（2）把总反应根据电子得失情况，分为氧化反应、还原反应

（3）氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。

7.原电池的应用

（1）加快反应速率

（2）比较金属活动性强弱

（3）设计原电池

（4）金属的腐蚀

【习题一】

下列关于原电池的叙述正确的是（）

A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属

B．原电池工作时，外电路中电流的流向从原电池负极到原电池正极

C．原电池工作时，电解质溶液中的阴离子向负极移动

D．只要是放热反应就可以将其设计成原电池

【分析】A、原电池的正极和负极可能是两种不同的金属；

B、原电池中电子流出的一端电极为负极，电流方向和电子流向相反；

C、原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；

D、只有能自发进行的放热的氧化还原反应才能设计成原电池；

【解答】A、电极材料可由金属构成，也可由能导电的非金属和金属材料构成，故A错误；

B、原电池放电，电流从正极流向负极，故B错误；

C、原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C正确；

D、只有能自发进行的放热的氧化还原反应才能设计成原电池，并不是所有的氧化还原反应，故D错误；

故选：C。

【习题二】

某原电池的电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，以下给出原电池中正极、负极、电解质溶液可能的材料，其中与此电池反应不符的原电池给合是（）

A．铜片、铁片、FeCl3溶组成的原电池

B．石墨、铁片、FeCl3溶液组成的原电池

C．镁片、锌片、Fe2（SO4）3溶液组成的原电池

D．银片、铁片、Fe（NO3）3溶液组成的原电池

【分析】根据电池反应式知，Fe失电子化合价升高作负极，不如Fe活泼的金属或导电的非金属作正极，可溶性铁盐溶液为电解质溶液，据此分析解答．【解答】解：根据电池反应式知，Fe失电子化合价升高作负极，不如Fe活泼的金属或导电的非金属作正极，可溶性铁盐溶液为电解质溶液，

A．Cu的活泼性小于Fe，氯化铁为可溶性铁盐，符合该反应，故A不；

B．C的活泼性小于Fe，氯化铁为可溶性铁盐，符合该反应，故B不选；

C．电极材料无铁，不符合该反应，故C选；

D．Ag的活泼性小于Fe，硝酸铁为可溶性铁盐，符合该反应，故D不选；

故选：C。

【习题三】

依据2Ag++Cu═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）X电极上发生的电极反应为_____________

（3）外电路中的电子是从____电极流向_____电极．

分析】（1）根据电池反应式知，失电子化合价升高的金属作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，得电子的化合价降低的可溶性反应物作电解质溶液，据此设计原电池；

（2）原电池中，易失电子的电极铜为负极，银作正极，正极上得电子发生还原反应；

（3）电子从负极沿导流向正极．

【解答】：（1）由反应“2Ag++CuCu2++2Ag”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，所以X电极材料是Cu，Ag+在正极上得电子被还原，电解质Y溶液为AgNO3 ，

故答案为：Cu；AgNO3；

（2）在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，所以X电极材料是Cu，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，故答案为：Cu-2e-=Cu2+；

（3）电子从负极Cu沿导线流向正极Ag，故答案为：Cu；Ag．

【习题四】

甲、乙、丙都是金属单质，当电解甲离子和丙离子的混合盐溶液时，丙先析出，当甲与乙组成原电池时，甲为电池的正极，甲、乙、丙三种金属的活动性顺序为（）

A．甲＞乙＞丙B．乙＞甲＞丙C．乙＞丙＞甲D．丙＞乙＞甲【分析】活泼性弱的金属阳离子电解时首先放电析出，原电池中，负极金属的活泼性强于正极金属的活泼性．

【解答】解：当电解甲离子和丙离子的混合盐溶液时，丙先析出，所以活泼性甲＞丙，当甲与乙组成原电池时，甲为电池的正极，所以活泼性乙＞甲，甲、乙、丙三种金属的活动性顺序为：乙＞甲＞丙，故选B。

二、化学电源

①干电池：活波金属做负极，被腐蚀或消耗。如：Cu-Zn原电池、锌锰电

池。

②充电电池：两级都参加反应的原电池，可充电循环使用。如铅蓄电

池、锂电池。

③燃料电池：两级材料都是惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引

入到两极上的物质发生反应，如燃料电池，其电解质溶液常为碱性试

剂。

【习题五】

下列有关化学电源的叙述错误的是（）

A．太阳能电池是将太阳能转化为电能的一种装置

B．碱性锌锰电池的放电时间比酸性锌锰电池的放电时间更持久

C．氢氧燃料电池的负极材料不参加电极反应

D．铅蓄电池中的电解质是98%的硫酸