高中化学选修四第四章原电池知识点

第一节原电池第二节长郡中学史李东一、工作原理1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。

（还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应）2、形成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路○4发生的反应是自发的氧化还原反应3、电子流向：外电路：负极——导线——正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。

4、正、负极的判断：（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。

（2）从电子的流动方向负极流入正极（3）从电流方向正极流入负极（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象溶解的一极为负极增重或有气泡一极为正极5、常见电极：○1活泼性不同的金属：如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；○2金属和非金属（非金属必须能导电）：如锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；○3金属与化合物如：铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；○4惰性电极如：氢氧燃料电池，电极均为铂。

【习题一】（2018•曲靖一模）下列有关电池的说法不正确的是（）A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．锌锰干电池中，锌电极是负极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．铜锌原电池电子沿外电路从铜电极流向锌电极【考点】原电池和电解池的工作原理．【专题】电化学专题．【分析】A．锂离子电池能充放电，属于二次电池；B．锌锰干电池中，锌作负极、二氧化锰作正极；C．甲醇燃料电池属于原电池；D．铜锌原电池中，电子从负极沿导线流向正极．【解答】解：A．锂离子电池能充放电，属于二次电池，放电时是将化学能转化为电能，充电时是将电能转化为化学能，故A正确；B．锌锰干电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极、二氧化锰得电子发生还原反应而作正极，故B正确；C．甲醇燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，故C正确；D．铜锌原电池中锌作负极、Cu作极，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故D 错误；故选：D。

【习题二】（2018•嘉定区二模）某课外小组利用废旧金属器件制作一个简易的铜锌原电池，为确保实验安全设计了如图装置，则下列说法正确的是（）A．该装置将电能转化为化学能B．电子从电极X转移到电极 YC．X为阳极，表面产生大量气泡D．Y为负极，电极反应为Zn-2e→Zn2【考点】原电池和电解池的工作原理．【专题】电化学专题．【分析】该装置中，为确保实验安全，则旧金属器件不可作负极被腐蚀导致硫酸泄漏，所以废旧金属器件Y为铜作正极，X为锌易失电子作负极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，据此分析解答．【解答】解：A．该装置为原电池，将化学能转化成了电能，故A错误；B．电子从负极X锌沿导线流向正极Y铜，故B正确；C．X为锌易失电子作负极，失电子发生氧化反应，故C错误；D．Y为铜作正极，电极反应为2H+2e=H2，故D错误；故选：B。

二、电极反应和电池反应方程式1、负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电液中大量存。

如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。

（例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反应生成碳酸根。

）2、正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得子。

例：铜原电池中，解液为Cl，正极H+得电子生成H2。

②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在电解液中的O2得电子。

如果电解液呈酸性，O2+4e-+4H+==2H2O；如果电解液呈中性或碱性，O2+4e-+2H2O==4OH-。

3、注意：○1特殊情况:Mg-Al-NaOH。

负极：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O；正极：2H2O2e==H2↑+2OH-Cu-Al-HNO3，Cu作负极○2Fe作负极时，氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+；○3无论是总反应，还是电极反应，都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。

4、pH变化规律○1电极周围：消耗OH-(H+)，则电极周围溶液的pH减小（增大）；反应生成OH-(H+)，则电极周围溶液的pH增大（减小）。

切记，电极周围只要消耗OH-，PH就减小，不会受“原电池中OH-（阴离子）向负极移动”的影响。

○2溶液：若总反应的结果是消耗OH-(H+)，则溶液的pH减小（增大）；若总反应的结果是生成OH-(H+)，则溶液的pH增大（减小）；若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等，则溶液的pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。

5、电极反应式的书写（1）若知道电池总反应，根据总反应是两电极反应之和，若能写出某一极反应或已知某一极反应，由总反应减一极反应可得另一极反应。

（2）若电极反应产物是难溶性碱或盐时，负极上一般有阴离子参加反应，若为可逆电池，则正极上有同样的阴离子生成，电解液的浓度基本不变。

阳离子一般参与正极反应。

参加电极非氧化还原反应的阴、阳离子可依据电解液类型或反应产物确定。

（3）同时书写同一电池两极反应时，应注意两极电子得失数目相等。

（4）电极半反应一般为离子反应，书写电极半反应和书写离子方程式有相似的地方，应考虑反应产物与电解液中的离子能否共存。

若不能共存，则按实际产物书写。

（5）电池半反应中，存在质量守恒和电荷守恒，书写时应据此配平半反应。

（6）一般电解液中有水，电极反应是在水溶液中进行，配平半反应时，根据需要，水可作反应物也可作产物。

【习题三】（2018春•东安区校级期中）原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关．下列说法中正确的是（）A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+B．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+C．由Al、Mg、NaOH溶液组成原电池，负极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2OD．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中，负极反应式为：Al-3e-=Al3+【考点】原电池和电解池的工作原理；【专题】电化学专题．【分析】A．该装置中，铁易失电子作负极、Cu作正极，负极上铁失电子、正极上铁离子得电子；B．该原电池中，Al易失电子作负极、Cu作正极，负极上铝失电子、正极上氢离子得电子；C．该原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，负极上Al失电子、正极上水得电子；D．该原电池中，铜易失电子作负极、Al作正极，负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子．【解答】解：A．该装置中，铁易失电子作负极、Cu作正极，负极上铁失电子、正极上铁离子得电子，负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B．该原电池中，Al易失电子作负极、Cu作正极，负极上铝失电子、正极上氢离子得电子，负极反应式为：Al-3e-=Al3+，故B错误；C．该原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，负极上Al失电子、正极上水得电子，负极上电极反应式为Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，故C正确；D．该原电池中，铜易失电子作负极、Al作正极，负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子，负极电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故D错误；故选：C。

【习题四】（2016秋•双峰县校级期末）下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（）A．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+B．碱性氢氧燃料电池的正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+D．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑【考点】电极反应和电池反应方程式．【专题】电化学专题．【分析】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，负极上Fe失电子发生氧化反应；B．碱性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；C．精炼粗铜时，粗铜与电源正极相连、纯铜与电源负极相连，阳极上Cu失电子、阴极上铜离子得电子；D．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气．【解答】解：A．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，负极上Fe失电子发生氧化反应，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B．碱性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，负极反应式为2OH-+H2-2e-=2H2O，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；C．精炼粗铜时，粗铜与电源正极相连、纯铜与电源负极相连，阳极上Cu失电子、阴极上铜离子得电子，阴极反应式为Cu2++2e-=Cu、阳极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故C错误；D．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气2H++2e-=H2↑，阴极反应式、阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，故D错误；故选：B。

【习题五】（2016春•淇县校级期中）写出下列电池的电极反应方程式（1）铜-锌原电池，电解质溶液为硫酸铜．正极；（2）镁-铝原电池，电解质溶液为氢氧化钠．正极；（3）铜-铁原电池，电解质溶液为浓硝酸．正极；（4）氢氧燃料电池，电解质溶液为硫酸．负极；（5）氢氧燃料电池，电解质溶液为氢氧化钠．负极；【考点】电极反应和电池反应方程式．【专题】电化学专题．【分析】（1）铜-锌原电池，电解质溶液为硫酸铜，Zn易失电子作负极、Cu作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应；（2）Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，正极上得电子发生还原反应；（3）Cu、Fe和浓硝酸构成的原电池中，Cu易失电子作负极、Fe作正极，正极上硝酸根离子得电子发生还原反应；（4）氢氧燃料酸性电池中，氢气失电子，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子生成氢离子；（5）氢氧燃料碱性电池中，氢气失电子，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水．【解答】解：（1）铜-锌原电池，电解质溶液为硫酸铜，Zn易失电子作负极、Cu作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；（2）Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故答案为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；（3）Cu、Fe和浓硝酸构成的原电池中，Cu易失电子作负极、Fe作正极，正极上硝酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O，故答案为：2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O；（4）氢氧燃料酸性电池中，氢气失电子，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为H2-2e-=2H+，故答案为：H2-2e-=2H+；（5）氢氧燃料碱性电池中，氢气失电子，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O，故答案为：H2-2e-+2OH-═2H2O．【素材积累】1、一个房产经纪人死后和上帝的对话一个房产经纪人死后，和上帝喝茶。