《原电池与化学电源》
20原电池和化学电源(学生版)
20原电池和化学电源一、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。
3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
二、原电池的工作原理1. 原电池的基本概念（1）概念：原电池就是将转变成的装置。
（2）本质：通过自发进行的氧化还原反应，使反应中电子转移而产生电流，反应中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，这便形成了带电粒子按一定方向流动的闭合回路。
（3）形成条件：① 活动性不同的两电极（连接）：较活泼的金属作为负极，发生氧化反应，电子流出；较不活泼的金属或能导电的非金属(如石墨等)做正极，发生还原反应，电子流入，电极本身不发生改变；② 电解质溶液（插入其中并与电极自发反应）；③ 电极形成闭合电路；④ 能自发的发生氧化还原反应（有明显电流时需要此条件）。
★【注意】① 不能形成“活泼金属一定做负极”的思维定势，原电池中判断电极时的利用的是两电极的相对活泼性；② 原电池中，电池材料可能与电解质发生反应，也可能与电解质不反应；③ 形成闭合回路的方式有很多，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触；④ 有的原电池产生的电流比较大，可以对外做功；而有的原电池电极上发生的反应很慢，产生的电流极其微弱，不能对外做功。
2. 原电池的反应原理（1）电极反应：负极：金属电子，化合价，发生。
正极：溶液中离子电子或氧气得电子（吸氧腐蚀），化合价，发生。
正负极共同反应为发生氧化还原反应。
（2）电荷流向：外电路——电子由沿流向，电流则由沿流向负极。
内电路——阳离子向电极的移动，阴离子向电极移动，从而实现电荷的移动。
（3）原电池的判定：先分析有无外接电源，有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：一看电极，两极为导体且活泼性不同；二看溶液，两极插入电解质溶液中；三看回路，形成闭合回路或两极接触。
高考化学大一轮复习 第二单元 原电池和化学电源习题详解课件
3．提示：(1)两电极要和电解质溶液中的金属阳离子尽可能保 持相同，以提高效率；(2)两电极的金属活泼性相差尽量大 一些，现象明显，速率较快。 [高考载体·巧妙利用] (1)负 正 (2)CH4＋10OH－－8e－===CO23－＋7H2O 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ (3)OH－向负极移动 K－向正极移动 (4)4NA (5)负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O (6)H2
2．提示：粗锌快，因为粗锌中含有杂质金属，可以和锌形成原 电池，反应速率较快。
3．(1)Cu AgNO3 (2)正 Ag＋＋e－===Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)Cu Ag
4．解析：(1)Fe3＋具有强氧化性，可以把一些金属单质如铁、铜 等氧化成相应的离子，离子方程式是： 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 (2)由反应 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可以判断出铜发生氧化 反应，铜作负极，Fe3＋发生还原反应，正极可以选用石墨棒， 电解质溶液可以选用氯化铁溶液，仿照教材上的铜锌原电池 装置，可以画出此原电池的装置图。
＋
3e
－
＋
4H2O===Fe(OH)3＋5OH－；书写总反应的离子方程式时，关键是抓
住 Fe 和 Zn 的存在形式分别是 Fe(OH)3 和 Zn(OH)2。
(3)由普通锌锰电池放电时的总反应可知，Zn 作负极，NH4Cl 为电解 质，正极上发生还原反应：MnO2＋NH＋4 ＋e－===MnOOH＋NH3。 (4)负极实际上是稀土储氢合金吸附的 H2 失去电子生成 H＋，H＋再与 OH－结合生成 H2O，所以负极的电极反应式为 MH－e－＋OH－===M ＋H2O 答案：(1)CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ (2)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO42－＋5H2O＋3Cl－ FeO24－＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 2FeO24－＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－ (3)Zn NH4Cl MnO2＋NH＋4 ＋e－===MnOOH＋NH3 (4)MH－e－＋OH－===M＋H2O
2024届高考一轮复习化学课件：原电池和化学电源
(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。
原电池(第2课时 化学电源)(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1)
燃料电池
(2)甲烷燃料电池
用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液中，然后向两极分别 通入CH4和O2，该电池的反应式：
② KOH溶液： 负极：CH4＋10OH－－8e－==CO32－＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－==8OH－ 总反应式：CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O
燃料电池
一次电池
4.锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池
Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。 (1)负极材料为__锂__，电极反应为__8_L__i－__8_e_－_=_=_=__8_L_i＋_。 (2)正极的电极反应为__3_S_O__C_l_2_＋__8_e－__=_=_=_2_S_＋__S_O__23－__＋__6_C_l_－。
【课堂练习】
3、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受 到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的
总反应为Li + MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是（ B ）
A、Li是正极，电极反应为 Li－e- =Li+ B、Li是负极，电极反应为 Li－e- =Li+ C、Li是负极，电极反应为 MnO2 +e-=MnO2 – D、Li是负极，电极反应为 Li－2e- = Li2+
一次电池
1) 锌-锰干电池 （酸性电解质溶液） 正极：
2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = 2MnO(OH) + 2NH3↑
负极: Zn – 2e- = Zn2+
原电池 化学电源
解密高考 次 池 2．二 电
(可充电电池)
高三 ·人教版 ·化学
铅电是见二电，极料 蓄池常的次池负材是 是
Pb ， 极 料 正材
PbO2
。
充电时如何连接外接电源？
2 Pb＋SO4 －2e ===PbSO4
宜小电流连续放电，常制成纽扣式 电池，广泛用于电
子手表、照相机、计算器和其他微 型电子仪器。
镉镍电池与氢镍电池：
放电 Cd+ 2NiO(OH) +2 H2O 2NiO(OH)2 + Cd(OH)2 充电
OH)
课后思考：
放电
充电
Ni(OH)2
根据上面所给的总方程式，你能写出各极发生的 反应方程式吗？
共存问题
中性或碱性：O2 + 2H20 + 4e- == 4OH-；
可传导O2-的固体或熔融盐：O2+4e-==2O2-. 再用总反应式减去正极反应式消去O2即得负极反应
基础自主梳理 热点互动探究 限时训练
解密高考
2 复电反式书 ( 杂极应的写 )
高三 ·人教版 ·化学
配平：电荷守恒
如 CH4 酸性燃 电 中 负 反 式 ： 料池，极应为 CH4＋2O2===O 2＋2H2O„„总 应 C 反式
－ －
1 放时反 ( 电的应 ) 负反： 极应 正反： 极应
PbO2＋4H＋＋SO2－＋2e－===PbSO4＋2H2O 4
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O 电反： 池应 (2)充电时的反应
高考化学总复习课件原电池化学电源
原电池是化学电源的核心部分，通过氧化还原反应将化学能转化为电能。
原电池在化学电源中的能量转化
原电池通过电极反应将化学能转化为电能，同时伴随着热能、光能等其他形式的能量转化。
化学电源对原电池性能影响
化学电源对原电池电压的影响
01
化学电源的电压取决于原电池中电极材料的性质和电解质溶液
探讨两者关系的意义
深入了解原电池与化学电源的关系有助于更好地设计和优化 化学电源，提高电源的效率和稳定性，同时也有助于更好地 理解原电池的工作原理和性能特点，为高考化学复习提供有 力支持。
04
实验设计与操作技能培养
原电池制作实验设计思路及步骤
实验目的：通过制作原电池，了解原 电池的工作原理和构造，培养实验设
工作原理
通过氧化还原反应而产生电流的装置，通常由正极、负极、电解质溶液和导线 构成。
原电池构成条件与类型
构成条件
类型：根据电解质溶液的不同，原电池 可分为酸性、碱性、中性、熔融盐等类 型。
两电极间构成闭合回路。
有两种活动性不同的金属（或其中一种 为非金属导体）作电极。
电极材料均插入电解质溶液中。
典型原电池示例分析
非选择题解题思路展示和范例剖析
范例剖析
【例1】(2022年全国高考化学试题)一种新型电池——钠硫电池，其总反应为 $2Na + xS rightleftharpoons Na_{2}S_{x}$，则下列说法正确的是( )
非选择题解题思路展示和范例剖析
A. 该电池放电时， $Na^{+}$向负极移 动
计和操作技能。
实验材料：电极材料（如锌片、铜片 ）、电解质溶液（如稀硫酸）、导线
、电流表等。
第六章 化学反应与能量第二节 原电池和化学电源
3．下图所示的装置能够组成原电池产生 电流的是 ( )
4．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．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、 铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组
1.正负极的判断 (1)从构造方面判断：一般相对活泼的金 属作负极；相对不活泼的金属作正极。 (2)从工作原理角度判断：电子流出，电 流流入，电解质溶液中阴离子移向的极— —负极：电子流入，电流流出，电解质溶 液中阳离子移向的极——正极。
(3)从电池反应角度判断：失电子，发生 氧化反应的极——负极；得电子，发生还
4．电极反应式的书写和电荷移动方向 (见下图) (1)电极反应式的书写 负极：________，电极反应式： ________。 正极：________，电极反应式： ________。 电池总反应：________。
(2)电荷移动方向
二、化学电源 1．化学电源是能够实际应用的原电池。 作为化学电源的电池有________、 ________和________等。 2．铅蓄电池是一种二次电池，它的负极 是________，正极是________，电 解质溶液是30%的H2SO4溶液，它的电 池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 3．碱性氢氧燃料电池的电极反应：负极： ________；正极________；电池总
原电池和化学电源
c ＞ d ＞ b
c、d相连时，电流由d到c；
练习：1、把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。 若a、b相连时，a为负极；
c相连时，c极产生大量气泡，
d相连时，溶液中的阳离子向b极移动。 则四种金属的活泼性顺序为：
判断下列原电池的正负极
答案：负 正
思 考 题
请根据反应 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ 设计原电池，你有哪些可行方案?
Fe-Cu FeCl3
Fe-C Fe(NO3)3
Fe-Ag Fe(SO4)3
正极： 碳棒
负极： 锌筒
电解质：糊状NH4Cl
NH4Cl显酸性，会腐蚀锌筒
Zn-2e-=Zn2+
2MnO2＋2NH4＋ +2e＝Mn2O3＋2NH3＋H2O
2.充电电池(又称二次电池)
充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。充电电池是两极都参加反应的电池。它们的负极是较活泼的金属，正极一般是金属氧化物。
经外电路
负极
流入铜极
内电路
判断下列哪些装置构成了原电池？
盐桥中通常装 有含琼胶的 KCl饱和溶液
维持溶液电中性 形成闭合回路
盐桥的作用：
电解质溶液发生还原反应且起导电作用
负极液只起导电作用正极液发生还原反应且起导电作用
双液原电池
电解质溶 液的作用
单液原电池
电极
电极反应
负极----锌片 正极---铜片
A
Ag
Cu
Cu(NO3)2
AgNO3
Ag
高考化学一轮复习原电池化学电源精品PPT课件
8.下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO34－＋2I－＋2H＋ AsO33－ ＋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 答案 解析 A.甲组操作时，电流计(G)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－
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A>B； 答案 (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 C>D； 答案 (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
放电 充电
2PbSO4＋2H2O
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 PbO2＋2e－＋4H＋＋ SO24－===PbSO4＋2H2O ； 电 解 液 中 H2SO4 的 浓 度 将 变 小 ；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的
质量增加 48 g。 答案 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＋。
《原电池-化学电源》一轮复习公开课课件
负极材料：Zn
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2 正极材料：碳棒
电极反应：2MnO2 ＋ 2H2O ＋ 2e － ===2MnOOH ＋2OH－
还原反应
0
+4
+2
+2
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn（OH）2
2.二次电池（以铅蓄电池为例）
原电池
（1）放电时的反应： ①负极： Pb（s）＋SO42－（aq）－2e－===PbSO4（s）
电源是能够实际应用的原电池。作为化学电 源的电池有一次电池、可充电电池和燃料电 池等。一次电池只能放电不能充电，使用后 即弃去，可能造成环境污染。可充电电池也 称为二次电池，可以多次反复充电和放电 （手机电池）。而燃料电池的能量转化率较 高，是很有发展前途的新的动力电源。
二、化学电源 1.一次电池——碱性锌锰干电池
（一般情况是电极与电解质溶液反应） （2）二看电极：有两个 活动性不同 的电极（常见为金属 或石墨）。（燃料电池的电极一般为惰性电极）
（3）三看溶液——是否是电解质溶液。
（4）四看两电极间是否形成 闭合回路。
3.工作原理
如图是两种 Cu-Zn 原电池示意图，请填空：
（1）电极：负极为 Zn ，正极为 Cu 。 （2）电极反应；负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：C__u_2＋_＋__2_e_－_=_=__=_C_u_。 （3）电子移动方向和电流方向：电子从 负极 流出经外电路流 入 正极 ；电流从 正极 流出经外电路流入 负极 。
负极
正极
A. 放电时，ClO4-向负极移动
B. 充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C.放电时，正极反应为3CO2+4e－
第2课时 原电池化学电源优秀课件
方法技巧 ☞ 可充电电池电极方程式的书写
可充电电池有充电和放电两个过程，放电发生的是原电池反应，充电发生 的是电解反应。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电时的阳极反 应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过 程。以铅蓄电池为例，该过程可结合图示分析。
由此可见，放电过程中，作为负极的Pb需转化成PbSO4，铅化合价升高，被 氧化，Pb为负极；当放电完毕时，可看作Pb极转化成了PbSO4，充电时需让 PbSO4转化为Pb，铅的化合价降低，被还原，PbSO4一极为阴极，所以，放电时 的负极就是充电时的阴极，同理可分析放电时：
[解析] 锌为负极，失电子发生氧化反应，A正确；电池工作时，电子由 Zn( 负 极 ) 流 向 MnO2( 正 极 ) ， B 错 误 ； 正 极 上 MnO2 得 到 电 子 ， 发 生 的 反 应 为 MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－，C正确；电池总反应：Zn＋2MnO2＋ 2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)，D正确。
题组一：原电池原理 题组二：设计原电池 总结提升
(1)能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学 能转化为电能。 (2)设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都 可以，一般选用不活泼金属Pt或石墨。
1．分类
考点三 化学电源
3. 二次电池
(1)铅蓄电池(电解质溶液为30%H2SO4溶液) ①放电时的反应
4. 燃料电池 (1)氢氧燃料电池 ①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池
电池
酸性
碱性或中性
负极反应式 ____2_H_2_－__4_e_－_=_=__=_4_H_＋___ ___2_H_2_－__4_e_－_＋__4_O__H_－__=_=_=_4_H__2O____
高中化学 原电池、化学电源(含燃料电池)
课时28原电池、化学电源（含燃料电池）知识点一原电池的工作原理及应用【考必备·清单】1．原电池(1)概念：原电池是把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件电极两极为导体，且存在活动性差异溶液两极插入电解质溶液中回路形成闭合回路或两极直接接触本质看能否自发地发生氧化还原反应(3)工作原理(以锌、铜原电池为例)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 电极质量变化减小增大反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极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)，使电池能持续提供电流。
(4)负极与正极①负极：发生氧化反应或电子流出的电极。
②正极：发生还原反应或电子流入的电极。
(5)两个移动方向①电子定向移动方向和电流方向a．电子从负极流出经外电路流入正极；b．电流从正极流出经外电路流入负极；故电子定向移动方向与电流方向正好相反。
②离子移动方向阴离子向负极移动(如SO2－4)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。
[名师点拨]①自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可以是电极与溶解的O2等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。
②无论是原电池还是电解池，电子均不能通过电解质溶液。
③双液铜、锌原电池(带盐桥)比单液原电池的最大优点是Zn与氧化剂(Cu2＋)不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，放电时间长。
2．原电池原理的四大应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。
例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液置换出的Cu能与Zn形成原电池使产生H2的反应速率加快。
(2)比较金属活动性强弱如有两种金属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，即可以断定金属活动性：A＞B。
高中化学原电池和化学电源
高考总复习原电池和化学电源【考点梳理】考点一、原电池的概念1．能量的转化原电池：将化学能转变为电能的装置。
电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。
2．工作原理设计一种装置，使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能，即将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使电子转移经过导线，在一定条件下形成电流。
电子从负极（较活泼金属）流向正极（较不活泼金属或碳棒），负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
电极电极材料反应类型电子流动方向负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子以下是锌铜原电池装置示意图：3．原电池的组成条件(1)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。
原电池中两极活泼性相差越大，电池电动势就越高。
(2)电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。
(3)导线将两电极连接，形成闭合回路。
（4）有能自发进行的氧化还原反应。
4．原电池的判断方法（1）先分析有无外接电池，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池。
（2）多池相连，但无外电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。
5判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中离子定阴离子移向的负极阳离子移向的正极向移动方向发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极6在原电池构成的闭合电路中，有带电粒子的定向移动。
在外电路上电子从负极经导线上流入正极；在内电路上即在电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极。
具体情况见图：考点二、原电池原理的应用1．加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。
2．比较金属活动性强弱例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。
高中化学原电池化学电源
电能
活泼
氧化
提供
不活泼
还原反应
接受
活泼性不同
电解质溶液
闭合回路
氧化还原反应
电极名称
负极
正极
电极材料
___
___
电极反应
————
————
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
由 沿导线流向_____
盐桥中离子移向
盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
4．工作原理(以锌—铜原电池为例，如图所示)
一、原电池及其工作原理
3.原电池构成条件: (1)两个___________的电极。 (2)将电极插入___________中。 (3)用导线连接电极构成__________。 (4)能自发进行的_____________。
1.原电池装置能量转化： 转化为 。 2.原电池的电极: (1)原电池的负极—— 金属——发生 反应——向外电路 电子 (2)原电池的正极—— 金属(或惰性电极如 石墨)——发生 —— 外 电路提供的电子
写出放电时电极反应式：
负极反应：Cd＋2OH－－2e－ === Cd(OH)2； 正极反应：NiO2＋2H2O＋2e－=== Ni(OH)2＋2OH－；
可充电电池原理示意图
【难点1】燃料电池与普通化学电池有何不同？ 提示：燃料电池和普通电池不同，必须使用辅助电极，电极本身不参与反应，所采用的燃料一般为H2、CH4、CH3OH等，助燃剂一般为O2(或空气)。
4．新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断 首先分清电池是放电还是充电；再判断正、负极或阴、阳极，进而可确定离子的移动方向。
放电时正、负极附近溶液的pH均不变 放电时正极材料为MH，发生氧化反应 充电时阳极反应为：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O 放电时每转移1 mol电子，负极有1mol NiOOH被还原
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2020-2021 年新高三化学一轮复习讲解《原电池与化学电源》【知识梳理】一、原电池负极正极2原理的应用一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。
如在 Zn 与稀硫酸反应时 加入少量CuSO 4 溶液能使产生H 2 的反应速率加快两种金属分别作原电池的两极，一般作负极的金属比作正极的金属活泼使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。
如要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极设计制作化学电源，设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以，电解质溶液一般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(如空气中的氧气)例题1、下列说法正确的是。
①电池工作时，负极失去的电子均通过溶液转移到正极上 ②在原电池中失去电子的一极是阴极，发生的是还原反应③原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成④铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀⑤将铝片和镁片用导线连接后，插入盛有 NaOH 溶液，铝作负极 ⑥电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 ⑦原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应⑧锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有 6.5 g 锌溶解，正极上就有 0.1 g 氢气生成 ⑨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⑩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，电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加⑪盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子⑫原电池装置 中，电极Ⅰ上发生还原反应作原电池的负极[指点迷津]原电池基础知识的易错点：(1) 负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料本身并不参加反应。
(2) 忽视电极材料与电解质溶液的反应关系，容易误写电极反应式，如Al 负极，在酸性溶液中生成Al 3＋，在碱性溶液中生成 AlO －。
(3) 电子从负极经外电路流向正极，但电子不能通过电解液，是通过阴阳离子的移动形成闭合回路。
(4)用总电池反应式减去一极的电极反应式时，须在两式电子转移数相等的前提下进行。
二、化学电源1.化学电源的类型PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4↓＋2H2O2.电极反应式书写72 7写电极反应式负极反应式：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋正极反应式：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O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例题2、写出下列反应的电极反应式。
（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。
将含有Cr O 2－的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2 O 2－转化为Cr3+，其电极反应式为。
(2)下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图(a、b 均为多孔性Pt 电极)。
b 电极是(填“正”或“负”)极, a 电极上的电极反应式为。
(3)开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。
直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。
DMFC 工作原理如下图所示,通入a 气体的电极是原电池的极(填“正”或“负”),其电极反应式为。
(4)以Al 和NiO(OH)为电极,NaOH 溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是。
(5)与MnO2-Zn 电池类似,K2FeO4-Zn 也可以组成碱性电池,K2FeO4 在电池中作为正极材料,其电极反应式为, 该电池总反应的离子方程式为。
(6)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液，示意图如下，H2O2在石墨电极上发生的电极反应式为。
(7)铝电池性能优越，Al-AgO 电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示。
该电池反应的化学方程式为。
21-x 2(8)以NO 2、O 2、熔融NaNO 3组成的燃料电池装置如下图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物 Y ， 则 该 电 极 的 电 极 反 应 式 为 。
(9) 近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。
其工作原理的示意图如下, Pt(a)电极是电池的 极,电极反应式为,Pt(b)电极发生 (填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为 ,电池的总反应式为。
(10) 下图是利用微生物燃料电池处理工业含酚废水的原理示意图, 电极a 附近发生的反应是。
【课时练习】1．2019 年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池领域做出巨大贡献的三位科学家。
某锂离子电池C 6Li 为负极，Li MO 为正极，锂盐有机溶液作电解质溶液，电池反应为Li MO放电 LiMO +C Li则下列有1-x21-x2充电261-x关说法正确的是A ．金属锂的密度、熔点和硬度均比同族的碱金属低B ．该锂离子电池可用乙醇作有机溶剂C. 电池放电时，Li +从正极流向负极D. 电池充电时，阳极的电极反应式为LiMO -xe -=xLi + +Li MO2. 据报道，最近某手机公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现3 在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。
其电池反应为：2CH 3OH + 3O 2 + 4OH -2CO 2- + 6H O ，则下列说法错误的是 （）32A. 放电时CH 3OH 参与反应的电极为正极B. 充电时电解质溶液的 pH 逐渐增大C. 放电时负极的电极反应为：CH 3OH －6e -＋8OH-=CO 2-+6H 2OD ．充电时每生成 1 mol CH 3OH 转移 6 mol 电子3. 某小组为研究电化学原理，设计如图装置。
下列叙述不正确的是A ．a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出B ．a 和b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu 2＋+2e -= CuC ．无论a 和b 是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D ．a 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu 2＋向铜电极移动4. 近年来电池研发领域涌现出的纸电池像纸一样轻薄柔软，在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大的突破，下图为纸电池的结构示意图。
据此，现在用氯化钠、蒸馏水和滤纸制备了电解液和隔离膜， 用铜片分别与锌片和另一种银白色金属片，先后制作了两个简易电池。
在用电流表测试这两个电池时，发现电流表的指针都发生了偏转，但偏转方向相反。
则另一种银白色金属片可能是下列的哪种金属A ．AgB ．FeC ．AlD ．Mg5. 如图为一氧化碳气体传感器工作原理示意图。
图中电流方向已示。
电极A 、B 外覆盖一层聚四氟乙烯纳米纤维膜，可以让气体透过。
下列相关叙述，正确的是充电 放电3 23A ．该传感器运用了原电池原理，正极反应为 CO-2e -+H 2O=CO 2+2H+B ．当外电路中流过 0.002mol 电子时，电池正极消耗 0.00lmol 氧气C. 该传感器工作时，接触到的 CO 浓度增大，输出的电流强度也相应增大D. 给传感器充电时，传感器内部H +将由 B 极向A 极迁移6. 利用反应6NO 2 + 8NH 3 = 7N 2 +12H 2O 构成电池的装置如图所示。
此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。
下列说法正确的是( )A ．电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极B ．电极A 极反应式为2NH - 6e - = N + 6H +C ．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜D ．当有4.48L NO 2 被处理时，转移电子数为0.8N A7. NO 2、O 2 和熔融 KNO 3 可作燃料电池，其原理如图所示。
该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物 Y ，Y 可循环使用。
下列说法正确的是A. 放电时，NO -向石墨Ⅱ电极迁移3B. 电池总反应式为 4NO 2＋O 2===2N 2O 5C. 石墨Ⅱ附近发生的反应为 NO ＋O 2＋e - ===NO -D. 当外电路通过 4 mol e -，负极上共产生 2 mol N2O 58. 可充电钠-CO 2 电池示意图如下，放电时电池总反应为： 4Na+3CO 2=2Na 2CO 3+C ．下列说法正确的是A. 该电池也可用水作溶剂B. 放电时，正极的电极反应为：4Na ++ 3CO 2+ 4e- = 2Na 2CO 3+C C ．充电时，钠箔与外接电源的正极相连D ．每吸收 1molCO 2，理论上电路中转移 4 mol e -9. 瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害之一，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时 ，通过传感器显示。
该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是 Y 2O 3—Na 2O ，O 2－可以在其中自由移动。
下列有关叙述中正确的是A. 电极b 的反应式为O 2+4e －=2O 2－B. 瓦斯分析仪工作时,将电能转化成化学能C. 瓦斯分析仪工作时，固体电解质中 O 2－由电极a 流向电极 bD ．当 b 极有 22.4LO 2 参加反应时，转移电子的数目为 4N A10. 锂一铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产 生电力，其中放电过程为 2Li+Cu 2O+H 2O==2Cu+2Li ＋+2OH －，下列说法不正确的是4 7A ．放电时，正极的电极反应式为Cu 2O+H 2O+2e －=2OH －+2CuB ．放电时，电子透过固体电解质向 Li 极移动C ．通空气时，铜电极被腐蚀，表面产生Cu 2OD ．整个反应过程中，氧化剂为 O 211. 我国学者最近研发一种新型铝—石墨烯电池，其负极是金属铝，正极是石墨烯(C n )薄膜，电解质为阳离子(EMI +)与阴离子( AlCl)组成的离子液体，该电池的工作原理如图。
已知能量密度是指一定质量物质中储存能量的大小。
下列说法错误的是A. 该铝电极电池比锂电极电池的能量密度低B. 石墨烯电极的比表面积大，充放电性能优于石墨电极C ．充电时，有机阳离子(EMI +)向铝电极移动D ．放电时，负极的电极反应式为 2Al+7Clˉ-6eˉ=Al 2Cl -12. 一种新型电池的工作原理如图所示。
该电池工作时，下列说法错误的是A.Pt/C 电极为负极，质子通过交换膜从负极区移向正极区B.理论上，当消耗22.4L（标准状况下）H2 时，会消耗1molO2C．反应池中发生总反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，实现HNO3 再生D．正极的电极反应为NO3－＋4H＋＋3e－=NO↑＋2H2O13.氢氧燃料电池是将H2 通入负极，O2 通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。