高考化学总复习 6.2原电池 化学电源课件

第二节 原电池 化学电源
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。
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________。
3．用于金属的防护 使被保护的金属制品作原电池 正极 而得到保护。例如，要保护一 个铁质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 锌做原电池的负极。 4．设计制作化学电源 (1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。 (2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和 电解质溶液。
1．将Ⅱ中盐桥换成铜导线是否可行？ 提示：不可行。原电池放电时，电子走陆路(导线)，离子走水路 (溶液)，外电路是电子的定向移动，内电路(溶液中)是阴、阳离子的定 向移动，电子不通过内电路。盐桥是离子迁移通路，离子不能通过导 线迁移。
2．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×” (1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( ) (2)不是所有化学反应都可以设计成原电池。( ) (3)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( ) (4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间 长( ) 答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√
2．原电池构成条件
(1)两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。
(2)将电极插入 电解质 溶液中。
(3)两电极间构成闭合回路。 (4)能发生__自__发___的氧化还原反应。
3．工作原理 (以铜锌原电池为例)：
(1)电极反应： 锌是 负 极， 失 电子发生 氧化 反应，_Z_n_－__2_e_－_=__=_=_Z_n_2_＋__； 铜是_正___极， 得 电子发生 还原 反应，_C_u_2_＋_＋__2_e_－__=_=_=_C_u___。
答案：B
原电池正、负极判断方法
说明：(1)活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反 应。
(2)溶液中的离子不能通过盐桥。 (3)负极本身不一定参加反应，如燃料电池中，作为负极的材 料不参加反应，只起到了导电的作用。
考点二 原电池原理的应用
1．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时பைடு நூலகம்一般作负极 的金属比作正__极__的 金属活泼。 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极溶解，而B极上有气体放出，则说明A作负 极，B作正极，则可以断定金属活动性A>B。 2．加快氧化还原反应的速率 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____。 例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应 速率加快。
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↑
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。
A．该电池的负极材料为锌 B．该电池反应中二氧化锰发生了还原反应 C．电池的正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ D ． 当 有 0.1 mol 锌 溶 解 时 ， 流 经 电 解 质 溶 液 的 电 子 数 为 1.204×1023 解析：无论原电池还是电解池中电子均不流经电解质溶液。 答案：D
考查原电池的工作原理
1．(2015年长春调研)下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是 ()
A．铜离子在铜片表面被还原 B．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．铜是阳极，铜片上有气泡产生 答案：A
2．有一种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄纸质电池，在使用 印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，纸内的离 子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液 ，电池总反应式为 Zn＋ 2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是( )
原电池正负极的判断
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
5．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )
3．如图所示的装置能够组成原电池产生电流的是________。
解析：只有B能产生电流，F中Zn与Cu直接接触，电流表A不发 生偏转。
答案：B
原电池工作原理中四个常见失分点的规避 (1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化 为电能。 (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。 (4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
(2)电子方向和电流方向： 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 。 (3)离子的迁移方向： 电解质溶液中，阴离子向 负 极区迁移，阳离子向 正 极区迁移。 (4)两种装置的比较： ①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。 ②装置Ⅰ中Zn与Cu2＋直接接触，会有部分Zn与Cu2＋直接反应， 化学能转化为热能，造成能量损耗；装置Ⅱ中，Zn在负极区，Cu2＋在 正极区，不存在Zn与Cu2＋的直接反应，而造成的能量损耗，电流稳定， 且持续时间长。