高考化学一轮总复习课件-原电池化学电源

(2)充电时的反应 阴极反应：P__b_S_O_4_＋__2_e_－_=_=_=_P__b_＋__S_O_24_－_________； 阳极反应：P_b_S_O__4_＋__2_H_2_O_－__2_e_－_=_=_=__P_b_O__2＋__4_H__＋_＋__S_O_24_－_；
总反应：2PbSO4＋2H2O==通=电==Pb＋PbO2＋2H2SO4。
题组一 原电池的 组成及其工作原理
1．在D 如图所示的8 个装置中，属于原电 池的是( )
A．①④ B．③④⑤ C．④⑧ D．②④⑥⑦
解析 根据原电池的构成条件可知：①中只 有一个电极，③中两电极材料相同，⑤中酒精 不是电解质，⑧中两电极材料相同且无闭合回 路，故①③⑤⑧不能构成原电池。
2．(2019·湖北荆州一模)实验发现，298 K 时立， 即在被还Fe原Cl成3酸F性e2溶＋。液B某中夏加令少营量兴锌趣粒小后组，根Fe据3＋该 实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有 关说法正确的是( )
3．工作原理 以铜锌原电池为例
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 离子迁 移方向 电池反应 方程式
负极
正极
____锌______片
___铜_______片
___Z_n_－__2_e_－_=_=__=_Z_n_2_＋____
__C_u__2＋__＋__2_e_－_=_=_=_C__u___
(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电
池如图所示(盐桥Cu 为盛有KNO3琼Ag脂NO3的U形管)。
请回答下列问正题：
Ag＋＋e－===Ag
(1)电极X的材Cu(料NO是3)2 __________；电解质溶
液Y是__________(填化学式)。
(2)银电极为电池的__________极，其电极 反应为___________________。
题组二 原电池电极反应式和总反应式的书 写
4．分析下列装置，按要求填空。
Mg
Mg－2e－===Mg2＋
Al
2H＋＋－===H2↑
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(1)①负极材料：__________，电极反应式： ______________________，
(2)①总反应式：_2_A_l_＋__2_O_H__－_＋__2_H_2_O__=_=_=_2_A_l_O__－ 2 _＋__3_H_2_↑__， ②负极材料：____A_l_____，负极反应式：2A__l－__6_e_－_＋__8_O__H_－_=__=_=_2_A_l_O_－ 2_＋__4_H__2_O_。 ③正极材料：____M__g____，正极反应式：6_H_2_O__＋__6_e_－_=_=_=_6_O_H__－_＋__3_H__2↑______。 (3)①负极材料：__C__u______，电极反应式：_3_C_u_－__6_e_－_=_=_=__3_C_u_2_＋________， ②正极材料：____F_e_____，电极反应式：2_N__O_－ 3_＋__6_e_－_＋__8_H__＋_=_=_=_2_N_O__2_↑__＋__4_H_2_O_， ③总反应式：_3_C_u_＋__2_N__O_－ 3_＋__8_H__＋_=_=_=_3_C__u_2_＋_＋__2_N_O__↑__＋__4_H_2_O______。
直接接触，既有化学能转化为 接触，仅有化学能转化为电能，
电能，又有化学能转化为热能，避免了能量损耗，故电流稳定，
造成能量损耗
持续时间长
(1)盐桥的组成：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：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。
4．基本应用
(4)①负极材料：____F_e_____，电极反应式：__F_e_－__2_e_－_=_=__=_F_e_2＋______， ②正极材料：___C__u_____，电极反应式：_O__2＋__2_H__2O__＋__4_e_－_=_=_=_4_O__H_－________。
原电池电极反应式和总反应式的书写方法
3．两种“高效、 环保”的燃料电池
种类 负极反应式
酸性氢氧燃料电池 __2_H__2_－__4_e_－_=_=_=_4_H__＋___
碱性氢氧燃料电池 _2_H_2_＋__4_O_H__－_－__4_e_－__=_=_=_4_H__2O
正极反应式
电池总反应式 备注
__O_2_＋__4_e_－_＋__4_H__=_=_=_2_H__2O___ _O__2＋__2_H__2_O_＋__4_e_－_=__=_=_4_O_H__－____
解析 加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池'加快反应速率，由于 H2SO4定量，产生H2的体积一样多。
6．(比较金属活泼性强弱)M、N、P、E四种 金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、 P用导线连接放入硫酸氢钠A 溶液中，M表面有 大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫 酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N －2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到 弱的顺序是( )
2H2＋O2===2H2O 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
1．(2019·河北沧州统测)有关下列四个常用 电D化学装置的叙述中，正确的是( )
Ⅰ.碱性锌锰电池
Ⅱ.铅－硫酸蓄电池
Ⅲ.铜锌原电池
Ⅳ.银锌纽扣电池
A．Ⅰ所示电池工作中，MnO2的作用是催化 剂
B．Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断 增大
A．P＞M＞N＞E
B．E＞N＞M＞
P
C．P＞N＞M＞E
D．E＞P＞M＞
解析 由①知，金属活动性：M＞N；M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大 量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属 活动性：P＞M；N、E构成的原电池中，N作 负极，故金属活动性：N＞E。综合可知，A正 确。
7．(设计原电池)依据氧化还原反应：2Ag＋
A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2
＋
B．左侧烧杯中溶液的血红色逐渐褪去 C．该电池的铂电极上有气泡出现 D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋
解析 该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋ ===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯中Pt电极为正 极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，右烧杯中 Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋。 由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左 烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。
C．Ⅲ所示电池工作过程中，盐桥中K＋移向
解析 碱性锌锰电池中二氧化锰为氧化剂，A 项错误；铅蓄电池放电时电池反应为Pb＋ PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，H2SO4 浓度减小，B项错误；原电池中阳离子向正极 移动，故盐桥中K＋移向硫酸铜溶液，C项错误； 该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所 以Ag2O作氧化剂，D项正确。
(2)加快氧化还原反应的速率
自发
增大
一个__________进行的氧化还原反应，设
计成原电池时反应速率__________。例如，
在Zn与稀H2SO4反应时加入少负量极 CuSO4溶正液极 能 使产生H2的反应速率加快。
(3)比较金属活泼性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作 __________的金属比作__________的金属活 泼。
①_活_泼_性_较_弱_________________的金属作负极。 ②________________的金属闭或合回能路 导电的非 金属作正极。
(3)电极、电解质溶液(或熔融电解质)外电路 形成__________，其中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(或熔融电解质) 中。
电
氧原化还电原反池应 是把__________能转化为
__________能的装置，其反应的本质是
______________能_自_发_地_发_生_。
2．构成条件
(1)原电池反应必须是 ___________________的氧化还原反应(一般 是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)原电池的两个电活极泼性必须是__________不 同的电活极泼(性材较强料可以是金属或导电的非金属)。
(3)盐桥中的NO移向__________溶液。
考点二 常见化学电源
1．日常生活中的两种一次电池 (1)碱性锌Z锰n 干电池 负极材料碳：棒 __________ 正极材料：__________ 正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－ ===2MnOOH＋2OH－； 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 总反应：Zn＋2MnO ＋2H O===2MnOOH
第六章 化学反应与能量转化
第18讲 原电池 化学电源
1.理解原电池的构成、工 作原理及应用。 2.能书写电极反应和总反应 方程式。 3.了解常见化学电源的种类及工作 原理。
栏
目
导
考点一
航
考点二
原电池的工作原理及应用 常见化学电源
探究高考·明确考向
考点一 原电池的工作原理及应用
1．概念及本质
化学
解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成 Fe2＋被还原，I－失去
电子变成 I2 被氧化，所以 A、B 正确；电流表读数为零时，Fe2＋得电子速率等于 Fe2 ＋失电子速率，反应达到平衡状态，C 正确；D 项在甲中溶入 FeCl2 固体，平衡 2Fe3 ＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 向左移动，I2 被还原为 I－，乙中石墨为正极，D 不正确。
注意：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。
题组三 原电池工作原理的应用 5．(加快氧化还原反应速率)将两份过量的锌 粉B a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加 入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时 间t(min)的关系正确的是( )
(2)锌银电池
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋
－
2．一种常用的二次电池——铅蓄电池
(1)放电时的反应： 负极反应：_P__b_－__2_e_－_＋__S_O_24_－_=_=_=_P__b_S_O_4________； 正极反应：P__b_O_2_＋__2_e_－_＋__4_H_＋ __＋__S_O_24_－_=_=_=_P_b__S_O_4_＋__2_H_2_O_____； 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
(1)用于金属的防护正极 使被保护的金属制品作原电池__________ 而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管 道或钢桥桥梁等，可用导线将其与一块锌块相 连，使锌作原电池的负极。
[想一想] 如果电工操作上把铜导线与铝导 线连接在一起使用，会造成什么后果？说明原 因。
提示：铝比铜活泼，铜、铝接触在潮湿的环
3．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( D )
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
___氧__化_____反应
__还__原______反应
由____锌______片沿导线流向____铜______片
阴离子向___负__极_____迁移； 阳离子向___正__极_____迁移
_Z__n_＋__C_u_2_＋_=_=__=_Z_n_2_＋_＋__C__u__
两类装置 的不同点
图Ⅰ还原剂 Zn 与氧化剂 Cu2＋ 图Ⅱ Zn 与氧化剂 Cu2＋不直接
(4)设计制作化学电源
②设计成无盐桥电池：发生氧化反应的物质 作负极，找一种比负极不活泼的物质作正极， 以与负极发生反应的溶液为电解质溶液，用导 线将两个电极构成闭合回路即可。
③设计成有盐桥的电池：发生氧化反应的物 质作负极，找一种比负极不活泼的物质作正极， 以含负极氧化产物的溶液作为负极电解质溶液， 以含氧化剂的溶液作为正极电解质溶液，然后 用盐桥连接两个电池，用导线连接两个电极即 可。