高三一轮复习原电池的工作原理

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高三化学原电池知识点

高三化学原电池知识点

高三化学原电池知识点原电池是一种基于化学反应转化化学能为电能的装置。

它的原理是通过两种不同金属中的电子传递来产生电流。

在高三化学中,了解原电池的构造和工作原理是非常关键的。

下面将介绍原电池的相关知识点。

1. 基本概念原电池是由一个或多个电池元件组成的电化学装置。

它由正极、负极和电解质三部分组成。

正极是提供电子的极板,负极是接受电子的极板,电解质是电流载体。

2. 原电池的构成材料常见的原电池材料有锌、铜、铅、银、铁等金属。

其中,锌通常作为负极,而铜则作为正极。

电解质常采用硫酸、盐酸、氢氧化钠等溶液。

3. 原电池的工作原理原电池中发生的化学反应导致正负电极之间产生电位差。

以锌铜原电池为例,锌在电解质中转化为锌离子,同时释放出电子;电子通过外部电路从负极流向正极;在正极,铜离子在电解质中还原为铜原子,同时接受电子。

整个过程形成了一条电子流,产生了电流。

4. 原电池的电势差原电池的电势差由正负电极之间的电子传递引起。

电势差与正负电极的电极电势差有关。

电极电势差是指电解质中两种金属溶解产生的离子与电解质中其他离子之间的电位差。

5. 原电池的标准电极电势原电池的标准电极电势是指在标准状态下,正负电极之间的电子传递引起的电势差。

标准电极电势可以通过将电池连接到一个参比电极来测量。

6. 原电池的电解质浓度对电势差的影响原电池中的电势差与电解质浓度有关。

一般情况下,电解质浓度越高,电势差越大。

这是因为溶液中离子的浓度越高,电势差就越大。

7. 原电池的内阻原电池中存在内阻,它取决于电极和电解质的性质以及电池的结构。

内阻会降低电路中的电流强度,并消耗电能。

8. 原电池的用途原电池广泛应用于生活中的各个领域,如遥控器、手电筒、闹钟等。

原电池还可以作为其他电化学装置的电源,如电解槽和电镀槽。

总结:高三化学中的原电池知识点包括原电池的基本概念、构成材料、工作原理、电势差、标准电极电势、电解质浓度对电势差的影响、内阻和用途等方面。

2024届高考一轮复习化学课件:原电池和化学电源

2024届高考一轮复习化学课件:原电池和化学电源
②碱性介质:O2+2H2O+4e-===4OH-。
(3)电池总反应式的书写
依据得失电子守恒配平两极反应式,然后将两极反应式相加可得电池总反
应式。
对点训练
1.2022年北京冬奥会赛区内使用了氢燃料清洁能源车辆。某氢氧燃料电
池工作示意图如下。下列说法不正确的是(
A.电极a为电池的负极
B.电极b表面反应为:O2+4e-+2H2O===4OH-
2.依据化学反应设计原电池(选用相同的盐桥)时,下列各项中合理的是
(
)
选项
A
B
C
D
正极(金属/电解质溶液)
Zn/ZnSO4溶液
Fe/FeCl2溶液
Zn/稀硫酸
Fe/ZnSO4溶液
负极(金属/电解质溶液)
Fe/稀硫酸
Zn/ZnSO4溶液
Fe/FeCl2溶液
Zn/FeCl2溶液
答案 B
解析 原电池中,负极金属的活动性一般强于正极金属,Zn比Fe的活动性强,
放电量分别为
32
g
g·mo l -1
×6、
32
g
g·mo l -1
×4、
60
g
g·mo l -1
×16,通过比较可知
(CH3)2NNH2理论放电量最大,C正确;正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,
消耗1 mol O2时电路中通过4 mol电子,N2H4→N2~4e-,则负极消耗1 mol
形成原电池时Zn作负极,A、C均错误;使用盐桥形成原电池时,为得到稳定
的电流,正极、负极两个半电池中电解质溶液一般是含相应电极金属阳离
子的盐溶液,D错误,B正确。

第25讲:原电池原理及其应用

第25讲:原电池原理及其应用

高三化学一轮复习精品教辅第25讲:原电池原理及其应用【考纲要求】1.掌握判断某装置是否是原电池的方法。

2.会书写原电池电极反应式及总的化学反应方程式。

3. 会判断原电池工作时电解质溶液pH 的变化。

4. 会对新型原电池工作原理的分析。

5.了解金属的腐蚀和防护。

6. 掌声原电池的有关计算。

教与学方案一、原电池的工作原理1.定义:将化学能转化为电能的装置称为原电池2.形成条件(1)具有活动性不同的电极(2)具有电解质溶液(3)能与电解质发生氧化-还原反应 (4)具有(导线相连组成)闭合回路。

3.电极判断负极:失电子的电极(较活泼的金属)正极:得电子的电极(较不活泼的金属或非金属)4.电极反应负极:失电子——氧化反应 正极:得电子——还原反应5.能量转化:化学能转化为电能 (提供电流)外电路 电子移动方向:负极→正极; 电流方向:正极→负极二、化学电池1.锌锰干电池负极Zn +2OH - → Zn (OH )2 +2e -正极2MnO 2(S )+ H 2O (l )+ 2e -→ Mn 2O 3 + 2OH -电池反应为: Zn +2MnO 2 +H 2O == Zn (OH )2 + Mn 2O 32.铅蓄电池负极:Pb-2e - +-24SO = PbSO 4正极: PbO 2 + 4H + + -24SO + 2e- = PbSO 4 + 2H 2O电池反应PbO 2 + Pb + 2H 2SO 4 2PbSO 4 + 2H 2O3.氢氧燃料电池(以KOH 为电解质溶液)负极2H 2 + 4OH - → 4H 2O + 4e -正极 O 2 + 2H 2O + 4e - → 4OH -电池反应 2H 2 + O 2 == 2H 2O三、金属的腐蚀与防腐化学腐蚀:腐蚀过程中无电流产生 电化学腐蚀:腐蚀过程中有电流产生2.钢铁腐蚀的电化学原理(1)析氢腐蚀(酸性较强环境中)负极:Fe → Fe 2+ + 2e -正极:2H + + 2e - → H 2↑电池反应为 Fe + 2H + == Fe 2+ + H 2↑(2)吸氧腐蚀(中性或酸性很弱环境中)放电 充电 1.金属腐蚀分类负极: Fe → Fe2+ + 2e-正极:2H2O + O2 + 4e—→ 4OH-电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2O == Fe(OH)23.金属的保护(1)在金属表面覆盖保护层(如油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶、电镀、钝化等)(2)电化学保护法(3)改变金属的内部组织结构四、方法突破(一)原电池的判定1.先分析有无外接电源,有外接电源的是电解池,无外接电源的可能为原电池;然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是四看:(1)看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)(2)看溶液——两极插在溶液中(3)看回路——形成闭合回路或两极直接接触(4)看本质——有无氧化还原发生2.多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看作电解池(二)原电池正、负极的确定1.由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的金属为负极,一般地,负极材料与电解质溶液要能发生反应。

高考化学一轮复习(第四辑)考点五十三 原电池工作原理(含解析)

高考化学一轮复习(第四辑)考点五十三 原电池工作原理(含解析)

考点五十三原电池工作原理聚焦与凝萃1.依据氧化还原反应规律,把握原电池的设计原理和电极、电解质溶液的选择规律;2.了解由盐桥连接的原电池的结构和机理,分析比较该电池与一般锌铜原电池的异同。

解读与打通常规考点一、原电池(1)定义:化学能转变为电能的装置(2)形成条件:①两个活泼性不同的电极(金属与金属或金属与石墨、PbO2或其他非金属);②电解质溶液;③电极与电解质溶液形成闭合回路。

④能自发地发生氧化还原反应(3)工作原理:①负极:一般较活泼金属作负极,负极本身失电子发生氧化反应,宏观上负极渐渐溶解(或被腐蚀),生成离子进入电解质溶液;留意。

负极关键是要有能失去电子的反应发生,可向外输出电子。

②正极:较不活泼的导体作正极,正极与电解质溶液间发生还原反应,即溶液中的阳离子(或氧气)移向正极并在正极上不断得到电子。

③电子流方向:在外电路,电子由负极沿导线流向正极;在原电池内,阴、阳离子定向移动,从而形成闭合回路产生电流,电流的方向与电子流的方向相反。

Zn-Cu原电池(电解质溶液是稀硫酸)装置及工作原理见下图:(4)电极材料构成负极:还原性较强的物质,如较活泼的金属。

正极:氧化性较强的物质,如较不活泼的金属、金属氧化物、非金属单质(如石墨)。

二、盐桥电池1.盐桥:将饱和的KCl或NH4NO3(正、负离子迁移数几乎相等)溶液装在倒置的U形管中,跨接于两电解质溶液之间,代替两溶液的直接接触,就构成了盐桥。

(见下图)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。

3.单池原电池和盐桥原电池的对比相同点:正负极、电极反应、总反应、反应现象相同。

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,装置的温度会上升。

高三复习《原电池及其工作原理》课件-PPT

高三复习《原电池及其工作原理》课件-PPT

相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连
时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺
序是 ( B )
A.①③②④
B.①③④②
C.③④②①
D.③①②④
递进题组 3 . 某 研 究 性 学 习 小 组 根 据 反 应 MnO4- + 5Fe2+ + 8H+===Mn2+ +
5Fe3++4H2O设计如下原电池,装置如下,盐桥中装有饱和K2SO4
Mg电极
石墨电极
海水 隔膜
H2O2
递进题组
7.利用反应6NO2+8NH3===7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有
效消除氮氧化物的排放,减轻污染,又能充分利用化学能,装置如图所
示,下列说法不正确的是( C )
A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离 子交换膜 C.电极A极反应式为2NH3-6e-===N2+6H+ D.当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时,转移 电子为0.8 mol
知识梳理
三、工作原理——以铜锌原电池为例
稀H2SCO4u

ZnSO4溶液 稀H2SO4
盐桥的组成 和作用
溶解 发生偏转
Zn
有气泡 Cu
Zn+ 2H+ = Zn2++H2↑
Zn-2e- = Zn2+ 失电子
2H+ + 2e- = H2↑ 得电子
氧化反应
还原反应
负极 → 正极
正极 → 负极
(1)组成: 饱 和 KCl 、 KNO3等溶液 和琼胶制成 的胶冻。
课堂小结
谈谈你的收获和疑惑

高三化学总复习 原电池 化学电源

高三化学总复习 原电池 化学电源

第2讲原电池化学电源复习目标知识建构1.理解原电池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应式和总反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

一、原电池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.形成条件(1)能自发进行的氧化还原反应,一般是活泼性强的金属与电解质反应。

(2)电极,一般是活泼性不同的两电极。

(3)电解质溶液或熔融电解质。

(4)形成闭合回路。

3.工作原理(以铜锌原电池为例)。

(1)两种装置①装置Ⅰ中Zn与Cu2+直接接触,会有部分Zn与Cu2+直接反应,部分化学能转化为热能;②装置Ⅱ中不存在Zn与Cu2+的直接反应而造成能量损耗,电流稳定,且持续时间长。

(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片Cu2++2e-电极反应Zn-2e-===Zn2+===Cu 反应类型氧化反应还原反应盐桥中离盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极子移向(3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成(4)盐桥的组成和作用①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: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盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。

4.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱:原电池中,负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较弱的金属(或非金属导体)。

(2)加快化学反应速率:氧化还原反应形成原电池时,反应速率加快。

(3)用于金属的防护:将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。

(4)设计制作化学电源。

【判一判】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。

(1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应,此反应可以设计成原电池()(2)在原电池中,发生氧化反应的是正极()(3)Mg—Al形成的原电池,Mg一定作负极()(4)原电池工作时,电子从负极流出经导线流入正极,再通过电解质溶液流回负极()(5)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()(6)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高()答案(1)×(2)×(3)×(4) ×(5)×(6)√二、化学电源1.一次电池碱性锌锰电负极材料:Zn。

2025届高三化学一轮专题复习讲义(09)-专题三第二讲 原电池原理及应用

2025届高三化学一轮专题复习讲义(09)-专题三第二讲 原电池原理及应用
正极:3O2+12e-+6CO2===6CO
(4)其它介质
如掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质,在高温下能传导正极生成的O2-。根据O2-移向负极,在负极上CH3OH失电子生成CO2气体,而O2在正极上得电子生成O2-。
电极反应:负极:2CH3OH-12e-+6O2-===2CO2↑+4H2O
正极:3O2+12e-===6O2-
6.思维方式:知识迁移
由陌生装置图迁移到课本熟悉的装置图




【体系再构】
【随堂反馈】
基础训练
1.微型银—锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,电池总反应为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2,下列说法正确的是
A.电池工作过程中,KOH溶液浓度降低
D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH) +Mn2++2H2O
解析:A项,根据分析,Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动,错误;B项,根据分析,Ⅰ区的SO 向Ⅱ区移动,B正确;C项,MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C正确;D项,电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) +Mn2++2H2O,正确。
答案:A
例题2.(2022·江苏高考)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛,甲烷具有较大的燃烧热(890.3kJ·mol-1),是常见燃料;Si、Ge是重要的半导体材料,硅晶体表面SiO2能与氢氟酸(HF,弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和SiF );1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗;下列化学反应表示正确的是

高三化学复习——原电池原理及其应用

高三化学复习——原电池原理及其应用

高三化学复习——原电池原理及其应用1.图解原电池工作原理
2.原电池装置图的升级考查
说明(1)无论是装置①还是装置②,电子均不能通过电解质溶液。

(2)在装置①中,由于不可避免会直接发生Zn+Cu2+===Zn2++Cu而使化学能转化为热能,所以装置②的能量转化率高。

(3)盐桥的作用:原电池装置由装置①到装置②的变化是由盐桥连接两个“半电池装置”,其中盐桥的作用有三种:a.隔绝正负极反应物,避免直接接触,导致电流不稳定;b.通过离子的定向移动,构成闭合回路;c.平衡电极区的电荷。

(4)离子交换膜作用:由装置②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。

离子交换膜是一种选择性透过膜,允许相应离子通过,离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。

3.陌生原电池装置的知识迁移
(1)燃料电池。

高考化学专题复习(原电池)

高考化学专题复习(原电池)

第六章化学反应与能量电化学第二节原电池化学电源核心知识图命题预测本节的重点内容为原电池工作原理及其应用。

原电池工作原理的考查往往以新型能源电池或燃料电池为载体,考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子或电流的方向及溶液pH的变化等;原电池原理的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀以及解释某些化学现象等。

预计实物图分析、新型电池分析、电解池与原电池的联系以及设置趣味电化学实验是近年高考的热点。

自主复习一、原电池的工作原理1.概念和反应本质原电池是把转化为的装置,其反应本质是。

2.构成条件(1)有两个的电极(常见的为金属或石墨)。

(2)将电极插入中。

(3)两电极间构成闭合回路。

3.工作原理如图是Cu­Zn原电池,请填空:(1)电极:负极为,正极为。

(2)电极反应:负极:,正极:。

(3)原电池中的三个方向:①电子方向:电子从流出经外电路流入;②电流方向:电流从流出经外电路流入;③离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向迁移,阳离子向迁移。

注意:1.盐桥的作用盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液,其作用是平衡两个烧杯中的阴、阳离子而导电,电路接通后,K+移向正极,Cl-移向负极。

2.原电池正、负极的判断原电池的正极、负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。

(1)判断的一般原则:①根据电极材料:活泼金属为负极,不活泼金属(或非金属)为正极。

②根据电极反应:发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极。

③根据电子流向:电子流出(失去)的为负极,电子流入(得到)的为正极。

④根据离子的移动方向:阴离子移向的为负极,阳离子移向的为正极。

⑤根据电极现象:质量不断减小(溶解)的为负极,质量增加的为正极。

(2)判断电极的注意事项:判断电极时,不能简单地依据金属的活泼性来判断,要看反应的具体情况,如①在强碱性溶液中Al 比Mg更易失去电子,Al作负极,Mg作正极;②Fe、Al在浓硝酸中钝化后,比Cu等金属更难失去电子,Cu等金属作负极,Fe、Al作正极。

高三一轮复习原电池的工作原理课件

高三一轮复习原电池的工作原理课件

详细描述
这道题目要求学生能够区分不同类型的原电池,如干电池、 纽扣电池、燃料电池等,并理解其在日常生活和工业生产 中的应用。
总结词
掌握原电池的工作原理是解决这类题目的核心。
详细描述
这道题目要求学生能够根据原电池的工作原理,分析电池 的输出电压、电流和电阻等参数,并理解这些参数对电池 性能的影响。
习题三:原电池的工作原理实验
通过实验操作,提高学生的实验 技能和观察能力。
实验材料
实验步骤
步骤1
准备实验材料,搭建原电池装置。将铜片和锌片插入稀硫酸中,用导 线连接铜片和锌片,并将电流表接入电路。
步骤2
观察并记录实验现象。观察电流表的读数变化,记录实验过程中的电 子转移和电流形成情况。
步骤3
分析实验结果。根据实验现象,分析原电池的工作原理,理解电子转 移和电流形成的过程,掌握原电池的组成和各部分的作用。
电极反应是指在电极上发生的氧化还 原反应,分为负极反应和正极反应。
电极反应是原电池工作原理的重要组 成部分,决定了电池的输出电压和电 流。
负极反应是电子转移的来源,通常是 金属失去电子被氧化;正极反应则是 电子的接受者,通常是一种氧化剂获 得电子被还原。
CHAPTER
原电池的应用
化学电源
干电池
充电电池
步骤4
总结实验结论。总结原电池的工作原理,理解原电池的能量转化方式, 并能够将实验结论应用到实际生活中。
CHAPTER
原电池的工作原理习题及解 析
习题一:原电池的基本概念
01
总结词
02
详细描述
03
总结词
04
详细描述
习题二:原电池的种类及应用
总结词

2017高三化学一轮复习原电池 化学电源

2017高三化学一轮复习原电池 化学电源

2017高三化学一轮复习原电池化学电源在高三化学的学习中,原电池和化学电源是非常重要的知识点。

一轮复习时,我们要对这部分内容进行全面、深入的梳理和巩固,为后续的学习打下坚实的基础。

一、原电池的基本原理原电池是将化学能转化为电能的装置。

其工作原理基于氧化还原反应,在两个不同的电极上分别发生氧化反应和还原反应,从而形成电子的定向移动,产生电流。

以铜锌原电池为例,锌片作为负极,发生氧化反应:Zn 2e⁻=Zn²⁺;铜片作为正极,发生还原反应:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu。

电子由负极(锌片)通过外电路流向正极(铜片),溶液中的离子则在电池内部进行定向移动,形成闭合回路。

理解原电池的工作原理,关键在于把握以下几点:1、电极的判断:通常较活泼的金属作为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属作为正极。

但也有特殊情况,比如镁、铝在氢氧化钠溶液中构成原电池时,铝是负极。

2、电子和离子的移动方向:电子从负极流出,经外电路流向正极;溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。

3、电极反应式的书写:要根据所给的电解质溶液和电极材料,准确判断氧化还原反应,并正确书写电极反应式。

二、原电池的构成条件要形成一个原电池,需要满足以下几个条件:1、有两种不同的活动性不同的电极材料,其中一种能够与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。

2、电极要插入电解质溶液中。

3、要形成闭合回路,包括外电路和内电路。

4、能自发进行的氧化还原反应。

这四个条件缺一不可。

只有同时满足这些条件,原电池才能正常工作,实现化学能向电能的转化。

三、常见的原电池类型1、锌锰干电池锌锰干电池是最常见的一次电池。

分为酸性和碱性两种。

酸性锌锰干电池中,负极是锌筒,正极是石墨棒,电解质溶液是氯化铵和氯化锌的混合溶液。

碱性锌锰干电池中,负极是锌粉,正极是二氧化锰,电解质是氢氧化钾溶液。

2、铅蓄电池铅蓄电池是一种二次电池,可以反复充电和放电。

放电时,负极是铅,电极反应为:Pb + SO₄²⁻ 2e⁻= PbSO₄;正极是二氧化铅,电极反应为:PbO₂+ 4H⁺+ SO₄²⁻+ 2e⁻=PbSO₄+ 2H₂O。

2020届高中一轮复习:6.2 原电池 化学电源

2020届高中一轮复习:6.2 原电池 化学电源
NO3
答案:(1)①正 2H++2e-====H2↑ ②负
====
+2H2O
(2)正
+2H++e-====NO2↑+H2O
AlO
2
Al-3e-+4OH-
NO3
考点二 原电池原理的应用 【核心知识·自查】 1.比较金属的活动性强弱 原电池中,_____一般是活动性较强的金属,_____一般 是活动性较弱的金属(或导电的非金属)。
__减_小__
正极 __铜_片__ ___C_u_2+_+2_e-_==_=_=C_u___
__增_大__
反应类型 电子流向
__氧_化__反应
__还_原__反应
由__Zn_沿导线流向_C_u_
盐桥中离 盐桥含饱和KCl溶液,K+移向_正__极,Cl-移 子移向 向_负__极
电极名称
负极
正极
a.连接内电路形成闭合回路。 盐桥作用 b.维持两电极电势差(中和电荷),使电池能
(1)负极材料为________,正极材料为___________。 (2)相应的电极反应: a.负极反应方程式为_________________________; b.正极反应方程式为_________________________; (3)原电池的总反应方程式为__________________。
(1)①当电解质溶液为稀硫酸时,Fe电极是_________ __(填“正”或“负”)极,其电极反应式为________ ____________。 ②当电解质溶液为NaOH溶液时,Al电极是________(填 “正”或“负”)极,其电极反应式为______________。

考点32 原电池的工作原理及应用-2022年高考化学一轮复习过考点(解析版)

考点32 原电池的工作原理及应用-2022年高考化学一轮复习过考点(解析版)

考点32 原电池的工作原理及应用一、原电池的工作原理1.原电池的构成条件(1)定义:能把化学能转化为电能的装置。

(2)构成条件:2.实验探究:锌铜原电池的工作原理(含盐桥)装置示意图注:盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶现象锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质生成,电流表指针发生偏转能量转换化学能转化为电能微观探析在硫酸锌溶液中,负极一端的Zn失去电子形成Zn2+进入溶液在硫酸铜溶液中,正极一端的Cu2+获得电子变成Cu沉积在铜片上电子或离子移动方向电子:负极流向正极盐桥:Cl—移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液工作原理,电极反应式负极:Zn-2e-===Zn2+(氧化反应)正极:Cu2++2e-===Cu(还原反应)总反应:Zn+Cu2+===Zn2++Cu特别提醒接接触,减少电流的衰减。

②原电池输出电能的能力,取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。

3.原电池工作原理示意图二、原电池的应用1.加快氧化还原反应的速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快,例如,在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液,CuSO4与锌发生置换反应生成Cu,从而形成Cu-Zn微小原电池,加快产生H2的速率。

2.比较金属活动性强弱例如,有两种金属a和b,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。

由此可判断出a是负极、b是正极,且金属活动性:a>b。

3.设计原电池理论上,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计成原电池。

(a)外电路负极——化合价升高的物质正极——活泼性弱的物质,一般选碳棒(b)内电路:化合价降低的物质作电解质溶液。

如:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2①化合价升高的物质负极:Cu②活泼性较弱的物质正极:C③化合价降低的物质电解质溶液:FeCl3示意图考向一原电池工作原理典例精析1.(2021·福建高三其他模拟)近日,南开大学科研团队以KSn合金为负极,以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)为正极催化剂构建了可充电K-CO2电池(如图所示),电池反应为4KSn+3CO2⇌2K2CO3+C+4Sn,其中生成的K2CO3附着在正极上。

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高三一轮复习原电池的工作原理
双液电池
盐桥制法: 1)将热的琼胶溶液倒入U形管中,
将冷却后的U形管浸泡在KCl 饱和溶液中即可。 2)将KCl饱和溶液装入U形管, 用棉花堵住管口即可。
盐桥的作用:
1)避免氧化剂和还还剂直接接触 2)连通原电池的内电路 3)平衡溶液中的离子电荷
外电路:电子从 Zn 到
A
盐桥 电流计
X
Ag
• 请回答下列问题: CuSO4溶液
Y
• (1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是_______。
• (2)银电极为电池的________极,

发生的电极反应为__________;

X电极上发生的电极反应为________。
三、金属的腐蚀与防护
钢铁生锈
Cu2(OH)2CO
1.可自发发生的氧化还原反应 2.两个电极 3. 内部有离子导电体(通常是电解质溶液)
4.形成闭合电路
导线的作用:传导电子 盐桥的作用:连通内部电路 电极的作用:传导电子(一定),参与反应(可能) 电解质的作用:传导电流(一定),参与反应(可能)
化学电源:
1. 酸性锌锰干电池
还原剂:Zn 氧化剂:MnO2 电解质:NH4Cl
钢铁电化腐蚀的类型:
(1)析氢腐蚀:当水膜酸性较强时
负极(Fe):Fe – 2e - = Fe2+ 正极(碳):2H+ +2e - = H2↑
总反应: Fe +2H + = Fe2 + + H2↑
钢铁的析氢腐蚀示意图
(2)吸氧腐蚀:当水膜酸性较弱或中性时
负极(Fe):2Fe – 4e - = 2Fe2+
②在金属表面覆盖保护层。如喷油漆、涂油脂、 电镀(用Zn、Cr等易氧化形成致密的氧化物 薄膜作保护层)或表面钝化。
原理:隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
③电化学保护法。 将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而 受到保护。
1、牺牲阳极的阴极保护法
形成原电池反应时,让被保护金属做正极, 不反应,起到保护作用;而活泼金属反应受 到腐蚀。
(-)Zn ︱NH4Cl ︱MnO2 , C (+)
2.碱性锌锰干电池
还原剂:Zn 氧化剂:MnO2 电解质:KOH
(-) Fe , Zn︱ KOH︱MnO2 , C(+)
3.锌银纽扣电池
还原剂:Zn 氧化剂:Ag2O 电解质:KOH
(-) Zn︱KOH ︱Ag2O (+)
4. 铅酸蓄电池
还原剂:Pb 氧化剂:PbO2 电解质:H2SO4
(-)Pb ︱H2SO4 ︱PbO2 (+)
5.镍镉电池
还原剂:Cd
氧化剂:涂有 NiO2
电解质:KOH溶 液
(-)Cd ︱KOH ︱NiO2 (+)
6.锂电池
知识卡片: 二次电池使用一段时间后应进行充电, 此时相当于“电解池”, 充电时正极接电源正极,
负极接电源负极。 二次电池充电时发生的反应 和放电时发生的反应相反,为吸热的氧化还原反应。
Cu
内电路:盐桥中的 阴离子移向ZnSO4溶液, 离子阳移向CuSO4溶液
负极: Zn -2e - → Zn 2+
正极: Cu2+ + 2e - → Cu
电池反应:Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
电池符号: (-)Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu(+)
盐桥
【小结】
一.原电池:把化学能转化为电能的装置。 二.原电池的构成:
7.氢氧Байду номын сангаас料电池
还原剂:H2 氧化剂:O2 电解质:KOH
(-)Pt , H2︱KOH ︱O2 , Pt (+)
小结:原电池的正负极的判断方法
1.电子流出的电极——负极
2.还原剂所在的电极——负极
3.发生氧化反应的电极——负极
• 依据氧化还原反应: • 2Ag+(aq)+Cu(s) = Cu2+(aq)+2Ag(s) • 设计的原电池如图所示:
2、外加电流的阴极保护法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极, 使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴 极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属 设备的腐蚀。
[交流研讨]
你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?
烤蓝
烤漆
镀铬
涂机油 涂凡士林
镀锌
解释下列现象:
(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头,打开后 为什么极易生锈?
铜3 器 表 面 生 成 铜 绿
一、金属的腐蚀:
1. 含义:
金属或合金与周围接触到的气体或液体发生 反应而氧损化耗还的原现象。
2. 本质:
金属单质失电子被氧化成阳离子
M – ne→Mn+
3、金属腐蚀的类型: (1)化学腐蚀
金属跟接触到的物质直接发生化学反应 而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
(2)电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发 生原电池反应,金属失电子而被氧化的 腐蚀叫做电化学腐蚀。
正总极反(应碳:):2OFe2
+ +
2H2O +4e - = O2 + 2H2O =
4OH2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2+2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3 • xH2O +(3-x)H2O
钢铁的吸氧腐蚀示意图
二、金属的电化学防护
①改变金属内部的组织结构,制成合金 (如不锈钢)。
(2) 轮船船壳的水线以下部分,为什么 要装上一定数量Zn块?
(3)烧过菜的铁锅未及时洗净(残液NaCl) ,第二天便出现红褐色锈斑。
汇报结束
谢谢大家! 请各位批评指正
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