原电池化学电源

考纲要求 1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

考点一原电池的工作原理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．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。

3．工作原理以锌铜原电池为例(1)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn片沿导线流向Cu片盐桥中盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极离子移向(2)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。

深度思考正误判断，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)在锌铜原电池中，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( )(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)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极( )题组一原电池的形成条件及正负极的判断1．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．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成C．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池D．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生2．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是。

3．(2017·信阳质检)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↑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．判断原电池正、负极的5种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。

题组二应用原电池原理比较金属活动性强弱4．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。

5．(2016·襄阳一模)有A、B、C、D四种金属，做如下实验：①将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀；②将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；③将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。

据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )A．A＞B＞C＞D B．C＞D＞A＞BC．D＞A＞B＞C D．A＞B＞D＞C题组三聚焦“盐桥”原电池6．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↑7．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．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极8．下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO3－4＋2I－＋2H＋AsO3－3＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。

甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB 烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。

下列叙述中正确的是( )A．甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B．甲组操作时，溶液颜色变浅C．乙组操作时，C2作正极D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－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，电流表指针示数为零；当电流表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。

考点二化学电源1．日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池——一次电池正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

(2)锌银电池——一次电池负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。

(3)二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。

①放电时的反应a．负极反应：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4；b．正极反应：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O；c．总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。

②充电时的反应a．阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4；b．阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4；c．总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。

注可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。

2．“高效、环境友好”的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。

种类酸性碱性负极反应式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极反应式O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总2H2＋O2===2H2O反应式备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用深度思考1．可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接答案2．(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将(填“减小”、“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH 。

(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将(填“减小”、“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH 。

1．镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。

已知某镍镉电池的电解质溶液为KOHCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O放电充电的说法正确的是( )A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动2．有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。

电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应：H2＋CO2－3－2e－===H2O＋CO2。

下列说法正确的是( )A．电路中的电子经正极、熔融的K2CO3、负极后再到正极，形成闭合回路B．电池放电时，电池中CO2－3的物质的量将逐渐减少C．正极反应为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．放电时CO2－3向负极移动3．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极板是惰性材料，电池总反应式为Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2－4放电2PbSO4＋2H2O充电请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时：正极的电极反应式是；电解液中H2SO4的浓度将变；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加g。

(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成，B电极上生成，此时铅蓄电池的正极、负极的极性将。

可充电电池常考查内容(1)充、放电时电极的判断。

(2)充、放电时电极反应及反应类型的判断。

(3)充、放电时离子(外电路中电子的移动方向的判断)。

(4)充、放电时电解质溶液离子浓度的变化，特别是酸、碱性的变化。

近几年高考中的新型电池种类繁多，“储氢电池”、“高铁电池”、“海洋电池”、“燃料电池”、“锂离子电池”等，这些新型电源常以选择题的形式呈现。

解析这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正负电极或阴阳极，以及会书写电极反应式等。

1．电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)2．已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤①步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(n e－)。

②步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。

③步骤三：写电极反应式。

负极反应：还原剂－n e －===氧化产物 正极反应：氧化剂＋n e －===还原产物 (2)书写技巧若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。

如：CH 3OCH 3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH 3OCH 3＋3O 2===2CO 2＋3H 2O 正极：3O 2＋12H ＋＋12e －===6H 2O负极：CH 3OCH 3＋3H 2O －12e －===2CO 2＋12H ＋特别提醒 简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同。

3．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极⎩⎪⎨⎪⎧H 2－2e －===2H ＋酸作介质H 2－2e －＋2OH －===2H 2O 碱作介质H 2－2e －＋O 2－===H 2O 熔融金属氧化物作介质H 2－2e －＋CO 2－3===H 2O ＋CO 2熔融碳酸盐作介质正极⎩⎪⎨⎪⎧O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O酸作介质O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －碱作介质O 2＋4e－===2O 2－熔融金属氧化物作介质O 2＋4e－＋2CO 2===2CO 2－3熔融碳酸盐作介质专题训练题组一 判断正、负极，书写化学电源电极反应式1．Li －SOCl 2电池可用于心脏起搏器。