第二节原电池化学电源
考纲定位考情播报
1.理解原电池的构成、工作原理及
应用，能写出电极反应和总反应
方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其
工作原理。
2016·全国甲卷T11/全国丙卷T11
2015·全国卷ⅠT11/全国卷ⅡT26(1)(2)
2014·全国卷ⅡT12
2013·全国卷ⅠT10、T27(5)、T28(5)/全国卷ⅡT11
2012·全国卷T26(4)
考点1| 原电池的工作原理及简单应用
[基础知识自查]
1．概念及反应本质
把化学能转化为电能的装置，其本质是发生了氧化还原反应。
2．构成条件
(1)有两个活动性不同的电极(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(两电极接触或用导线连接)。
(4)能自发发生氧化还原反应。
3．工作原理
如图是Cu-Zn原电池，请填空：
(1)反应原理
电极名称负极正极
电极材料Zn Cu
电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型氧化反应还原反应
(2)原电池中的三个方向
①电子方向：从负极流出沿导线流入正极；
②电流方向：从正极沿导线流向负极；
③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。
(3)两种装置的比较
图Ⅰ中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。图Ⅱ中Zn和CuSO4溶液分别在两个池中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。
(4)盐桥作用
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．原电池原理的三个应用
(1)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。
(2)比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
(3)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加快。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。
[应用体验]
1．在如图所示的8个装置中，不能形成原电池的是_______________(填序号)，并指出原因。
[提示]①只有一个金属，不能构成两极
③两极金属相同
⑤酒精不是电解质溶液，不导电
⑧未形成闭合回路
2．(1)根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计的原电池的负极反应式为________，正极反应式为_______________________________________。
(2)根据2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O设计的原电池的正极反应式为_________________________________________________________________。
[提示](1)Fe－2e－===Fe2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
(2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O
[考点多维探究]
角度1原电池的工作原理及电极判断
1．(2015·天津高考)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，下列有关叙述正确的是()
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO2－4)减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
C[A.Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程中，SO2－4不参加电极反应，故甲池的c(SO2－4)基本不变；C.电池工作时，甲池反应为Zn－2e －===Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2＋为65 g，溶液总质量略有增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜。]
2．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。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
D[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，Fe3＋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。]
3．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↑
B[②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子作负极；③中Fe在浓HNO3中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，则Fe 作正极，A、C错误；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作正极，电极反应式为O2＋2H2O ＋4e－===4OH－，D错误。]
原电池的工作原理简图
注意：①一般负极金属较活泼，正极金属或非金属不活泼。
②一般负极溶解或质量减轻，正极有气泡或质量增重。
③若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。
角度2原电池原理的应用
4．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验，试比较金属活动性的强弱：
(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________。
[答案](1)A>B(2)C>D(3)A>C(4)D>B(5)B>E A>C>D>B>E
5．把适合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示)
(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，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)的关系是________。
(2)将过量的两份锌粉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)的关系是________。
(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是________。
[解析](1)a中加入CuSO4，消耗一部分Zn，Cu、Zn形成原电池，反应速率加快，所以a放出H2的量减少，但速率加快。
(2)a中加入CuSO4消耗Zn，但不影响产生H2的量，速率也加快。
(3)CH3COONa与H2SO4反应后生成弱酸CH3COOH，从而减慢反应速率，但产生H2的量没发生变化。
[答案](1)A(2)B(3)C
6．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极：______________________________________，
正极：__________________________________，
并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。
[答案]Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
原电池设计的思维模板
(1)正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。
(2)电解质溶液的选择：电解质溶液一般要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(如溶解于溶液中的空气)。但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。
(3)画装置图：注明电极材料与电解质溶液。但应注意盐桥不能画成导线，要形成闭合回路。
考点2| 常见化学电源的原理及电极反应式的书写
[基础知识自查]
1．一次电池(以碱性锌锰电池为例)
总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。
2．二次电池
(1)铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放电
充电2PbSO4(s)＋2H2O(l)
(2)二次电池充电时的电极连接
3．燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
介质酸性碱性
负极反应式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式2H2＋O2===2H2O
注：①燃料电池的电极不参加电极反应，外通入的燃料发生负极反应，O2发生正极反应。
②书写电极反应时，注意介质的参与反应。
[应用体验]
1．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd＋2NiOOH＋2H2O 放电
充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
请回答下列问题：
(1)放电时，负极反应式为____________________________________，
正极反应式为_______________________________________。
(2)充电时，阴极反应式为________________________________，
阳极反应式为_________________________________________。
(3)放电时，K＋向________极迁移，负极的溶液pH的变化为________。
(4)充电时，镍镉电池的负极应与外接电源的________极相连。
[提示](1)Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2
2NiOOH＋2e－＋2H2O===2Ni(OH)2＋2OH－
(2)Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－
2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiOOH＋2H2O
(3)正减小(4)负
2．以CO为燃料气，请分别写出电解质符合下列条件的正、负极的电极反应式和总反应式(填入表格中)。
[提示]①O2＋4e－＋4H＋===2H2O
2CO－4e－＋2H2O===2CO2＋4H＋
2CO＋O2===2CO2
②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
2CO－4e－＋8OH－===2CO2－3＋4H2O
2CO＋O2＋4OH－===2CO2－3＋2H2O
③O2＋4e－===2O2－
2CO－4e－＋2O2－===2CO2
2CO＋O2===2CO2
④O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3
2CO－4e－＋2CO2－3===4CO2
2CO＋O2===2CO2
[考点多维探究]
角度1常见化学电源的原理分析
1．(2017·长沙模拟)比亚迪双模电动汽车使用的是高铁电池，其总反应为
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 充电
放电3Zn＋2K2FeO4＋8H2O，下列说法正确的
是()
A．放电时，若有6 mol电子发生转移，则有2 mol K2FeO4被氧化
B．放电时，正极反应为FeO2－4＋4H2O－3e－===Fe(OH)3＋5OH－
C．充电时，电池的负极与外接电源的负极相连
D．充电时，阴极附近溶液的pH变小
C[由反应方程式可知，放电时，K2FeO4被还原，A项错误；放电时正极得电子，电极反应为FeO2－4＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，B项错误；充电时，电池的负极与外接电源的负极相连，C项正确；充电时，阴极附近溶液的pH变大，D项错误。]
2．(2017·信阳市一模)某充电宝锂离子电池的总反应为x Li＋Li1－
x Mn2O4
放电
充电LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为NiOOH＋MH
放电
充电M＋
Ni(OH)2(M为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是()
A ．锂离子电池放电时，Li ＋向正极迁移
B ．镍氢电池放电时，正极的电极反应式：NiOOH ＋H 2O ＋e －===Ni(OH)2＋OH －
C ．如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电
D ．锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：LiMn 2O 4－x e －===Li 1－x Mn 2O 4＋x Li ＋
D [A 项，锂离子电池放电时阳离子移向正极，所以Li ＋向正极迁移，故A 正确；B 项，放电时，正极发生还原反应，方程式为NiOOH ＋e －＋H 2O===Ni(OH)2＋OH －，故B 正确；C 项，题图表示用锂离子电池为放电过程，而镍氢电池为充电过程，故负极Li 接M 极发生M ＋H ＋＋e －===MH ，故C 正确；D 项，锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：Li ＋＋e －===Li ，故D 错误。]
3．(2016·全国丙卷)锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质
溶液为KOH 溶液，反应为2Zn ＋O 2＋4OH －＋2H 2O===2Zn(OH)2－
4。下列说法正确的是( )
A ．充电时，电解质溶液中K ＋向阳极移动
B ．充电时，电解质溶液中c (OH －)逐渐减小
C ．放电时，负极反应为：Zn ＋4OH －－2e －===Zn(OH)2－4
D ．放电时，电路中通过2 mol 电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)
C [A 项，充电时，电解质溶液中K ＋向阴极移动，错误；B 项，充电时，
总反应方程式为2Zn(OH)2－
4=====通电
2Zn ＋O 2＋4OH －＋2H 2O ，所以电解质溶液中c (OH －)逐渐增大，错误；C 项，在碱性环境中负极Zn 失电子生成的Zn 2＋将与
OH ―结合生成Zn(OH)2－4，正确；D 项，O 2～4e －，故电路中通过2 mol 电子时，
消耗氧气0.5 mol ，在标准状况体积为11.2 L ，错误。]
角度2 常见电源电极反应式的书写
4．(1)Fe-Cu-稀H 2SO 4组成的原电池中，负极反应为________________，
正极反应为____________________________________，
电池总反应为_____________________________________。
(2)Mg-Al-NaOH溶液组成的原电池中，负极反应为________________，正极反应为_______________________，
电池总反应为_______________________________。
(3)(2015·全国卷Ⅱ节选)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。回答下列问题：
①该电池的正极反应式为________________________________，
电池反应的离子方程式为___________________________________。
②维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________g。(已知F＝96 500 C·mol－1)
(4)(2012·全国卷节选)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____________________________________。
(5)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：
NiO(OH)＋MH 放电
充电Ni(OH)2＋M
电池放电时，负极的电极反应式为_________________________，
充电时，阳极反应式为____________________________________。
[解析](1)Fe作负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋；Cu作正极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑。
(2)Al作负极，电极反应：Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O；Mg作正极，电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
(3)①根据酸性锌锰干电池的构造可知，放电时，负极Zn失去电子生成Zn2＋，正极MnO2得到电子生成MnOOH，从而可写出正极和负极的电极反应式，然后在遵循电子守恒的前提下将两极反应式加合可得电池反应的离子方程式。②
电池工作5分钟，通过的电量Q＝It＝0.5 A×5 min×60 s/min＝150 C，因此通过
电子的物质的量n(e－)＝Q
F＝
150 C
96 500 C/mol≈1.554×10
－3 mol，则理论消耗Zn的质
量是m(Zn)＝1.554×10－3 mol
2×65 g/mol≈0.05 g。
(4)K2FeO4-Zn组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，FeO2－4中＋6价铁元素被还原为Fe(OH)3中＋3价铁元素，其电极反应式为FeO2－4＋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。
(5)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。充电时阳极发生氧化反应，反应式为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O。
[答案](1)Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
(3)①MnO2＋H＋＋e－===MnOOH2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋
②0.05
(4)FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－
2FeO2－4＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
(5)MH－e－＋OH－===M＋H2O
Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O
化学电源中电极反应书写的思维模板
(1)明确两极的反应物；
(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物；
(3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物；
(4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
注意：①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH－；③若已知总反应
式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应
式。
专项突破8特定新型电池的命题分析
命题点1特定装置的新型电池原理分析
(1)特定装置的新型电池的命题点
①两极的判断及电极反应式的书写与判断。
②两极产物及反应类型判断。
③电子、电流、离子的移动方向的判断。
④电池总反应式的书写与判断。
⑤转移电子及产物的计算。
(2)特定装置的新型电池的分析思路
①分析装置中提供的信息：如反应物或产物、介质粒子成分、交换膜的类型、离子移动方向、电极材料等。
②分析两极反应原理及电极反应或总反应。
③完成有关问题。
[对点训练1](2015·全国卷Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
A[图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6
在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。
C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。
D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。]
[对点训练2]可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg＋2MnF3===2MnF2＋MgF2。下列有关说法不正确的是() A．镁为负极材料
B．正极的电极反应式为MnF3＋e－===MnF2＋F－
C．电子从镁极流出，经电解质流向正极
D．每生成1 mol MnF2时转移1 mol电子
C[由电池反应知，镁作还原剂，发生氧化反应，镁极为负极，A项不符合题意；电池反应中，三氟化锰发生还原反应，B项不符合题意；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C项符合题意；锰元素由＋3价降至＋2价，D项不符合题意。]
[对点训练3](2016·全国甲卷)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
B[根据题意，Mg-海水-AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，正确；B项，正极反应式为2AgCl＋2e －===2Cl－＋2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正确。]
[对点训练4]
(1)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控
制的功能，非常适合进行现场酒精检测。负极反应式为______________，
正极反应式为______________________________________。
(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
①X为________极，Y电极反应式为_________________________________。
②Y极生成1 mol Cl2时，________ mol Li＋移向________极(填X或Y)。
(3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。
负极反应式为________________________________，
正极反应式为________________________________。
[解析](1)根据装置可知O2得电子，在正极反应生成H＋，呼气中的C2H5OH 失电子，在负极反应生成CH3COOH。
(2)根据装置可知生成H2的电极为正极，生成Cl2的电极为负极。
(3)根据装置可知N2H4→N2为氧化反应，在负极上反应。
[答案](1)C2H5OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
(2)①正2Cl－－2e－===Cl2↑②2X
(3)N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
命题点2特定介质燃料电池的原理分析
四类介质环境下的两极反应原理(以甲醇CH3OH为例)
(1)酸性溶液或质子交换膜条件：
正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，
负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2↑＋12H＋
(2)碱性溶液条件：
正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－，
负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO2－3＋12H2O
(3)固体氧化物(传导O2－)条件：
正极：3O2＋12e－===6O2－，
负极：2CH3OH－12e－＋6O2－===2CO2↑＋4H2O
(4)熔融碳酸盐(含CO2－3)条件：
正极：3O2＋12e－＋6CO2===6CO2－3，
负极：2CH3OH－12e－＋6CO2－3===8CO2↑＋4H2O
[对点训练5](2017·武汉模拟)下图是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图。关于该电池的叙述不正确的是()
A．该电池不能在高温下工作
B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，电子从正极区向负极区每转移1 mol，便有1 mol H＋从阳极室进入阴极室
D．微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广
C[高温条件下微生物会死亡，该电池不能正常工作，A选项正确；电池的负极失电子，发生氧化反应，即葡萄糖失电子生成二氧化碳气体，B选项正确；放电过程中，电子从负极区向正极区转移，C选项错误；结合题给条件分析，D 选项正确。]
[对点训练6]近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂-铜空气燃料电池。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＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法不正确的是()
A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－
C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，铜相当于催化剂
B[放电时，负极反应为Li －e－===Li＋，Li＋透过固体电解质向Cu极移动，A项正确；正极反应为Cu2O＋2e－＋H2O===2Cu＋2OH－，B项错误；通空气时，铜被氧化为Cu2O：4Cu＋O2===2Cu2O，总反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，铜相当于催化剂，C、D正确。]
[对点训练7](2016·烟台一模)LED系列产品是一类新型节能产品，图甲是NaBH4/H2O2燃料电池，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是()
A．电池A极区的电极反应式为H2O2＋2e－===2OH－
B．电池放电过程中，Na＋从负极区向正极区移动
C．每有1 mol NaBH4参加反应转移电子数为4N A
D．要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连
C[A项，根据图甲知，双氧水得电子发生还原反应，则A电极为正极，正极电极反应式为H2O2＋2e－===2OH－，故A正确；B项，电池放电过程中，阳离子移向正极，Na＋从负极区向正极区移动，故B正确；C项，负极发生氧化反应生成BO－2，电极反应式为BH－4＋8OH－－8e－===BO－2＋6H2O，有1 mol NaBH4参加反应转移电子数为8N A，故C错误；D项，要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a阴极应与图甲中的B极负极相连，故D正确。]
[对点训练8](1)(2013·全国卷Ⅰ节选)二甲醚(OCH3CH3)直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为__________________________，1个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个电子的电量；该电池的理论输出电压为 1.20 V，能量密度E＝______________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝3.6×106 J)。
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图所示。
①电极A为________极，CO和H2按体积比1∶1发生的电极反应式为
_______________________________________。
②电极B的反应式为_____________________。
③CO2－3向________极迁移(填A或B)。
[解析](1)由题意可得：CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋，1个CH3OCH3产生12个电子。
(2)CO、H2为燃料，在负极上反应。
[答案](1)CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋12 1.20 V×1 000 g
×12×96 500 C·mol－1
46 g·mol－1
6 J·kW－1·h－1)≈8.39 kW·h·kg－1
1 kg÷(3.6×10
(2)①负CO＋H2－4e－＋2CO2－3===3CO2＋H2O
②O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3
③A[课堂小结·反馈达标1＋1]全新理念探究高考明确考向
1．一组判断，展示高考易误点
(1)在化学反应中，所有自发的放热反应均可以设计成原电池。()
(2)原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。()
(3)Mg-Al形成的原电池，Mg一定作负极。()
(4)Cu、Al、浓HNO3构成的原电池的负极反应为Al－3e－===Al3＋。()
(5)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。()
(6)相同情况下，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。()
(7)以熔融Na2CO3为介质的H2燃料电池的负极反应为H2－2e－===2H＋。()
(8)化学电源工作时，内电路介质中的阳离子一定向正极迁移。()
(9)实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳。()
(10)原电池反应时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极。()
(11)二次电池充电时，二次电池的负极连接电源的负极，发生还原反应。()
[答案](1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)√(9)√(10)×(11)√
2．一题串知，覆盖高考考什么
(1)(2015·全国卷Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。
①右电极是________极，发生________反应。[考查原电池中电极判断及反应原理]
②两极反应式，负极________________________________________，
正极_______________________________________________。
[考查电极反应式的书写]
③质子向________极迁移(填“正”或“负”，下同)，电子从________极流出。[考查原电池反应时离子、电子移向]
④当有1 mol O2消耗时，C6H12O6消耗_____ mol。[考查原电池的有关计算]
(2)(2016·全国丙卷)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解值溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－4。
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①该燃料电池的负极材料是________，正极电极反应式为______________________。[考查化学电源放电原理和电极反应式]
2018——2019学年高三化学一轮复习原电池和化学电源专题复习 1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag，其工作 示意图如下。下列说法不正确的是（） A.K＋向正极移动 B.Ag2O 电极发生还原反应 C.Zn 电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2 D.放电前后电解质溶液的碱性保持不变 答案 D 2.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是（） A.Zn为电池的负极 B.正极反应式为：2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D.电池工作时OH－向正极迁移 答案 A 3.如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是（） A.①电子流动方向 B.②电流方向 C.③电极反应 D.④溶液中离子移动方向 答案 B 4.某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2（SO4） ＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，盐桥中装有用饱和Na2SO4溶液浸泡过的琼脂。下列说法正3 确的是（）
A.b电极上发生的反应：Fe2＋－e－===Fe3＋ B.a电极上发生氧化反应：MnO－4＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O C.外电路电子的流向是从a到b D.电池工作时，盐桥中的SO2－4移向甲烧杯 答案 A 5.一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）===Ag（s）＋Cl（AgCl）[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）＋e－―→Cl －（aq），若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法正确的是（） A.光照时，电流由铂流向银 B.光照时，Pt 电极发生的反应为2Cl－＋2e－===Cl2 C.光照时，Cl－向Ag电极移动 D.光照时，电池总反应：AgCl （s）＋Cu＋（aq）===Ag（s）＋Cu2＋（aq）＋Cl－（aq） 6.一种锂铜可充电电池，工作原理如下图。在该电池中，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（Li＋交换膜）隔开。下列说法不正确的是（） A.陶瓷片允许Li＋通过，不允许水分子通过 B.放电时，N极为电池的正极 C.充电时，阳极反应为：Cu－2e－===Cu2＋ D.充电时，接线柱A应与外接电源的正极相连
《原电池+化学电源》练习题 一、选择题 1. 下列关于原电池的叙述正确的是（） A．原电池将化学能转化为电能B．原电池负极发生的反应是还原反应 C．原电池在工作时其正极不断产生电子并经过外电路流向负极 D．原电池的电极只能由两种不同的金属构成 2．下列对碱性锌锰电池的叙述不正确的是() A．锌是正极，MnO2是负极B．电解质是KOH溶液 C．锌发生氧化反应，MnO2发生还原反应D．它的能量和储存时间比普通锌锰电池高3. 如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电 子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( ) A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y 4. 发生原电池的反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应的是（） A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+ H2(g) ；△H＞0 B．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)= BaCl2(aq)+ 2NH3·H2O(l)+ 8H2O(l) ；△H＞0 (s)+2H2O(l)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g) ；△H＜0 D．CH4(g)+2O2→CO2(g)+2H2O(l) ；△H＜0 5.下列各装置能够构成原电池的是（） 6.分析如图所示的四个原电池装置, 其中结论正确的是( ) A.①②中Mg作为负极,③④中Fe 作为负极 B.②中Mg作为正极,电极反应式 为6H2O+6e-==6OH-+3H2↑ C.③中Fe作为负极,电极反应式 为Fe-2e-==Fe2+ D.④中Cu作为正极,电极反应式 为2H++2e-==H2↑ 7. 目前人们正研究开发一种高能电池一—钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na+导 电的β，，——Al2O3陶瓷作固体电解质，反应如下：2Na+x S Na2S x，以下说法，正确的是( ) A．放电时，钠作正极，硫作负极
第20讲原电池化学电源 【考情分析】 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。 【核心素养分析】 变化观念与平衡思想：认识原电池反应的本质是自发的氧化还原反应；能多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转换。 证据推理与模型认知：能利用典型的原电池装置，分析原电池原理，建立解答原电池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。 科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与原电池有关的社会热点问题做出正确的价值判断与分析。 【重点知识梳理】 知识点一原电池的工作原理及应用 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.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 －===Zn 2＋Cu 2＋＋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 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl 溶液，K ＋移向正极，Cl － 移向负极(2)盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl 、KNO 3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。 （3）单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比 名称单液原电池双液原电池装置 相同点正、负极电极反应，总反应式，电极现象 不同点还原剂Zn 与氧化剂Cu 2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 Zn 与氧化剂Cu 2＋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，持续时间长4.原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 (2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 (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根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。 知识点二常见化学电源及工作原理
原电池、化学电源跟踪测试 一、选择题 1．下列关于原电池的叙述正确的是 A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B. 原电池是化学能转变为电能的装置 C. 在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D. 原电池放电时，电流的方向是从负极到正极 2．镍镉（Ni —Cd ）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H 2O 由此可知，该电池放电时的负极材料是 A ．Cd(OH)2 B ．Ni(OH)2 C ．Cd D ．NiO(OH) 3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 A ．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B ．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C ．两烧杯中溶液的pH 均增大 D ．产生气泡的速度甲比乙慢 4．下列各变化中属于原电池反应的是 A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D ．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜 5．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确．． 的是 A ．充电时作阳极，放电时作负极 B ．充电时作阳极，放电时作正极 C ．充电时作阴极，放电时作负极 D ．充电时作阴极，放电时作正极 6．下列事实能说明Al 的金属活动性比Cu 强的是 A ． 常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中 B ． 常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中 C ． 与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子 D ． 常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化 充电 放电
高考总复习原电池和化学电源 【考纲要求】 1．了解原电池的工作原理。 2．能写出原电池的电极反应式和反应的总方程式。 3．能根据氧化还原反应方程式设计简单的原电池。 4．能根据原电池原理进行简单计算。 5．熟悉常见的化学电源（一次电池、二次电池和燃料电池），能分析常见化学电池工作原理，了解废旧电池回收的意义。 【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： 要点诠释：盐桥的作用 a．组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b．作用：（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。（2）平衡电荷。 在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。 由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。
第二讲原电池化学电源 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。 原电池及其工作原理 [知识梳理] 1．定义 原电池是把化学能转化为电能的装置。 2．工作原理 以锌铜原电池为例：
构成条件可概括为“两极一液一线一反应”。 4．盐桥原电池的组成和作用 (1)盐桥原电池中半电池的构成条件：电极金属和其对应的盐溶液。一般不要任意替换成其他阳离子盐溶液，否则可能影响效果。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。 5．三个方向 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)活泼性强的金属一定为负极。() (2)电解质溶液中的离子通过盐桥移向两极。() (3)由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。() (4)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。() (5)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。() (6)反应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。() (7)在内电路中，电子由正极流向负极。() (8)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。() 答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)× 2．(教材改编题)如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是() A．若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2 B．水果电池的化学能转化为电能
【巩固练习】 一、选择题：（每题只有1个选项符合题意） 1．下列反应不可用于设计成原电池的是（） A．CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O B．2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O C．Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑ D．4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 2．下图中能组成原电池产生电流的是( ) 3．下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是（） 4．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( ) A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a 5．100 mL浓度为2 mol／L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法是（） A．加入适量6 mol／L的盐酸B．加入几滴CuCl2溶液 C．加入适量蒸馏水D．加入适量的NaCl溶液 6．将等质量的两份锌粒a、b，分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下列各图为产生氢气体积V与时间t的关系，其中正确的是（） 7.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成甲烷燃料电池。已知通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4+10OH――8e-=CO32－+7H2O；通入O2的另一极，其电极反应式是：O2+2H2O+4e=4OH－，下列叙述不正确 ．．．的是 A．通入CH4的电极为负极 B．正极发生氧化反应 C．此电池工作时溶液中阴离子向负极移动
第二讲 原电池 化学电源 (时间：45分钟 满分：100分) 一、选择题题意) 1．下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是( )。 解析 A 项是将电能转化成化学能；B 项是将水的势能转化成电能；C 项是将太阳能转化成热能。 答案 D 2.(2012·北京理综，12)人工光合作用能够借助太阳 能，用CO 2和H 2O 制备化学原料。如图是通 过人工光合作用制备HCOOH 的原理示意图， 下列说法不正确的是 ( )。 A ．该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B ．催化剂a 表面发生氧化反应，有O 2产生 C ．催化剂a 附近酸性减弱，催化剂b 附近酸性增强 D ．催化剂b 表面的反应是CO 2＋2H ＋＋2e －===HCOOH 解析 电池总反应式为：2CO 2＋2H 2O =====光能催化剂2HCOOH ＋O 2。 负极：2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋，正极：CO 2＋2H ＋＋2e －===HCOOH 。A 项，能量转换过程是太阳能先转化为电能，再转化为化学能；C 项，催化剂a 附近生成H ＋，酸性增强，催化剂b 附近消耗H ＋，酸性减弱，故C 项错误。
答案 C 3．(2013·惠州模拟)镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸)，下列说法正确的是()。 A．电池总反应为Mg＋H2O2===Mg(OH)2 B．正极发生的电极反应为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O C．工作时，正极周围海水的pH减小 D．电池工作时，溶液中的H＋向负极移动 解析根据镁与H2O2两种物质的性质，容易知道负极发生镁失电子的反应，正极发生H2O2得电子的反应，电解质呈酸性，故电池总反应为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；正极消耗H＋，pH增大；原电池中阳离子向正极移动，故溶液中的H＋向正极移动。 答案 B 4．如图甲是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如图乙所示，则卡片上的描述合理的是()。
2018——2019学年高二化学期末复习原电池和化学电源专题复习 1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag，其工作 示意图如下。下列说法不正确的是（） A.K＋向正极移动 B.Ag2O 电极发生还原反应 C.Zn 电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2 D.放电前后电解质溶液的碱性保持不变 答案 D 2.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是（） A.Zn为电池的负极 B.正极反应式为：2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D.电池工作时OH－向正极迁移 答案 A 3.如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是（） A.①电子流动方向 B.②电流方向 C.③电极反应 D.④溶液中离子移动方向 答案 B 4.某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2（SO4） ＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，盐桥中装有用饱和Na2SO4溶液浸泡过的琼脂。下列说法正3 确的是（）
A.b电极上发生的反应：Fe2＋－e－===Fe3＋ B.a电极上发生氧化反应：MnO－4＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O C.外电路电子的流向是从a到b D.电池工作时，盐桥中的SO2－4移向甲烧杯 答案 A 5.一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）===Ag（s）＋Cl（AgCl）[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）＋e－―→Cl －（aq），若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法正确的是（） A.光照时，电流由铂流向银 B.光照时，Pt 电极发生的反应为2Cl－＋2e－===Cl2 C.光照时，Cl－向Ag电极移动 D.光照时，电池总反应：AgCl （s）＋Cu＋（aq）===Ag（s）＋Cu2＋（aq）＋Cl－（aq） 6.一种锂铜可充电电池，工作原理如下图。在该电池中，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（Li＋交换膜）隔开。下列说法不正确的是（） A.陶瓷片允许Li＋通过，不允许水分子通过 B.放电时，N极为电池的正极 C.充电时，阳极反应为：Cu－2e－===Cu2＋ D.充电时，接线柱A应与外接电源的正极相连
《原电池+化学电源》练习题
《原电池+化学电源》练习题 一、选择题 1. 下列关于原电池的叙述正确的是（） A．原电池将化学能转化为电能B．原电池负极发生的反应是还原反应 C．原电池在工作时其正极不断产生电子并经过外电路流向负极 D．原电池的电极只能由两种不同的金属构成2．下列对碱性锌锰电池的叙述不正确的是() A．锌是正极，MnO2是负极B．电解质是KOH溶液 C．锌发生氧化反应，MnO2发生还原反应D．它的能量和储存时间比普通锌锰电池高 3. 如图，在盛有稀H 2SO 4 的烧杯中放入 用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( ) A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y 为Fe 第 - 2 - 页共 20 页
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y 4. 发生原电池的反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应的是（） A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+ H2(g) ；△H＞0 B．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)= BaCl2(aq)+ 2NH3·H2O(l)+ 8H2O(l) ；△H＞0 C.CaC2(s)+2H2O(l)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g) ； △H＜0 D．CH4(g)+2O2→CO2(g)+2H2O(l) ；△H＜0 5.下列各装置能够构成原电池的是（） 6.分析如图所示 的四个原电池装 置,其中结论正确 的是( ) A.①②中Mg 作为 第 - 3 - 页共 20 页
原电池化学电源专题训练及答案 一、选择题(本题包括6小题,每题7分,共42分) 1.如图为氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是( ) A.b处通入H2 B.该装置将化学能最终转化为电能 C.通入H2的电极发生反应:2H2-4e-4H+ D.a处为电池负极,发生氧化反应 【解析】选D。由电子流向可知a为负极通入H2, b为正极通入O2,发生还原反应,A错误、D正确;该装置将化学能最终转化为光能,B错误;电解质为KOH溶液,电极反应式中不能含有H+,C错误。 【加固训练】 各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的 叙述正确的是( ) A.手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B.锌锰干电池中,锌电极是负极 C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被还原 D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 【解析】选B。锂能与水反应,不能用水溶液作电解液,A错误;锌锰干电池中锌失去电子生成Zn2+为负极,B正确;氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化,C错误;太阳能电池的主要材料为硅,D错误。 2.(2018·哈尔滨模拟)“便携式乙醇测量仪”运用燃料电池的工作原理。在酸性环境中,理论上乙醇可以被完全氧化为CO2,但实际乙醇被氧化为X,其中一个电极的反应式为CH3CH2OH-2e-X+2H+。下列说法中正确的是( ) A.另一极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH- B.电池内部H+向负极移动 C.电池总反应为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O D.乙醇在正极发生反应,电子经过外电路流向负极 【解析】选C。在酸性环境中,正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,A错误;氢离子为阳离子,应由负极向正极移动,B错误;根据元素守恒,可确定X为CH3CHO,电池总反应为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,C正确;乙醇被氧化,应在负极发生氧化反应,D错误。 3.某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:Cr2错误！未找到引用源。>Fe3+,设计了盐桥式的原电池,如图,盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是( ) A.甲烧杯的溶液中发生还原反应 B.乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3++7H2O-6e-Cr2错误！未找到引用源。+14H+ C.外电路的电流方向是从b到a D.电池工作时,盐桥中的S错误！未找到引用源。移向乙烧杯 【解析】选C。因为氧化性:Cr2错误！未找到引用源。>Fe3+,所以该原电池反应是Cr2错误！未找到引用源。将Fe2+氧化为Fe3+,所以甲烧杯发生氧化反应,A错误;乙烧杯发生还原反应,电极反应为Cr2错误！未找到引用源。 +6e-+14H+2Cr3++7H2O,B错误;根据以上分析,a是负极,b是正极,则电流方向是从正极向负极流动,C正确;原电池中的阴离子向负极移动,所以S错误！未找到引用源。向甲烧杯移动,D错误。 4.大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池(NiMH电池)正极板材料为NiOOH,负极板材料为吸氢合金,下列关于该电池的说法中正确的是( )
化学原电池和化学电源教案 要点一原电池原理 1．原电池概念：利用________反应原理将________能转化为________能的装置。 2 ______ ，铜片上有② ______ 电极Cu ______ ⑤ 电子⑦____ 3.原电池形成的条件 (1)两个活泼性不同的电极： 相对活泼的金属作________， 较不活泼的金属或能导电的非金属作________； (2)________溶液； (3)形成________回路； (4)能自发发生氧化还原反应。 盐桥的作用是什么？ 1．(双选题)下列装置不可以组成原电池的是() 2．(2014·潮州市高二期末考)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是() A．电子通过盐桥从乙池流向甲池 B．铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作 C．开始时，银片上发生的反应是：Ag－e－===Ag＋ D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
3．下列反应可用于设计原电池的是() A．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2 C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ D．NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓ 例2如右图装置，电流表G发生偏转，同时a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可以是下列各组中的() A．a是Zn，b是Cu，c为稀H2SO4 B．a是Cu，b是Zn，c为稀H2SO4 C．a是Fe，b是Ag，c为AgNO3溶液 D．a是Ag，b是Fe，c为AgNO3溶液 4．将Al片和Cu片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。在这两个原电池中，负极分别为() A．Al片、Cu片B．Cu片、Al片 C．Al片、Al片D．Cu片、Cu片 例3利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图，并指出正极材料为________，电极反应式为____________________；负极材料为________，电极反应式为________________________________________________________________________。 5．选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。画出原电池的示意图并写出电极反应。 要点一化学电池 化学电池是将________能变成________能的装置。 1．化学电池的分类 化学电池 2．优点 (1)化学电池的______________较高，供能稳定可靠。 (2)可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。 例1碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法错误的是() A．电池工作时，锌失去电子 B．电池负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g 1．(2013·海南卷)Mg—AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是() A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．不能被KCl溶液激活 D．可用于海上应急照明供电 要点二一次电池 一次电池的电解质溶液制成________，不流动，也叫做干电池。 1．特点 一次电池不能充电，不能反复使用。
2020届高三化学二轮复习原电池化学电源（综合训练） 一、选择题 1、控制适当的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I 2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．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极 答案 D 2、一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH ＋4H＋。下列有关说法正确的是() A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动 B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气 C．电池反应的化学方程式为 CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 答案 C 3、课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是() A．原电池是将化学能转化成电能的装置 B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成 C．图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流
D ．图中a 极为锌片、b 极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片 答案 D 4、(2019·湖州高三质检)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 － ===H 2↑ D ．烧杯b 中发生的反应为2Cl － －2e － ===Cl 2↑ 答案 B 5、一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( ) A ．反应CH 4＋H 2O=====催化剂 △3H 2＋CO ，每消耗1molCH 4转移12mol 电子 B ．电极A 上H 2参与的电极反应为：H 2＋2OH － －2e － ===2H 2O C ．电池工作时，CO 2－ 3向电极B 移动 D ．电极B 上发生的电极反应为：O 2＋2CO 2＋4e － ===2CO 2－ 3 答案 D 6、锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A ．金属锂作负极，发生氧化反应 B ．Li ＋ 通过有机电解质向水溶液处移动
第二十三讲原电池化学电源 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。 一、原电池概念及原理 1、原电池 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、构成条件及判断 （1）具有两个活性不同的电极(金属和金属或金属和非金属)。 （2）具有电解质溶液。 （3）形成闭合电路(或在溶液中相互接触)。 （4）是否存在能自发进行的氧化还原反应 ★☆判断 3．原电池工作原理示意图 以铜锌原电池为例
（1 （3 装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。 （3）原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示： 【说明】 ①在原电池装置中，电子由负极经导线流向正极，阳离子在正极上获得电子，通过电 路中的电子和溶液中的离子的移动而形成回路，传导电流，电子并不进入溶液也不
能在溶液中迁移。 ②原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方 程式。. ③阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。这是因为：负极失电子，生成大量阳离子 积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。 ④不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。 【典型例题1】【安徽屯溪一中2020届第二次月考】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，下列有关叙述正确的是 （ ） A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后，甲池的c(SO 42－)减小 C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动， 保持溶液中电荷平衡 【点评】在高中原电池部分主要考查的知识点涉及原电池工作原理，电极种类、电极反Zn Cu A 乙 甲 阳离子 交换膜 1mol·L － ZnSO 4(aq) 1mol·L － CuSO 4(aq)
原电池及化学电源 一、原电池：把能转化为能的装置。 1、基本原电池： 电池总反应 电极反应式： 负极（电极）：反应 正极（电极）：反应 2、盐桥原电池：将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成一个盐桥原电池 电池总反应 负极（电极）：反应 正极（电极）：反应 盐桥的作用是什么 3.原电池中的基本关系 负极: 电子、反应 （1）电极 正极: 电子、反应 （2）三个流向 电子由极流向极电流由极流向极阳离子移动向 阴离子移动向 4. （1）（2） （3）（4） 练习：书写如下电池反应的电池方程式和电极方程式 Al----Mg和稀硫酸 负极：正极： 总式 Fe----Cu和浓硝酸 负极：正极： 总式 Al----Mg氢氧化钠溶液 负极：正极： 总式 二、化学电源 1.二次电池(铅蓄电池) 正极：负极：电解质溶液为： 电池反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 负极：正极： 铅蓄电池的充电过程（电解池）总反应： 阳极：阴极：
2. 燃料电池(氢氧燃料电池) 总反应： 酸性电解质正极：负极： 碱性电解质正极：负极： 3.甲烷燃料电池 酸性电解质总反应： 正极：负极： 碱性电解质总反应： 正极：负极： 1、有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被 腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为（） A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C 2、100mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成 氢气的总量，可采用的方法是（） A、加入适量的6mol·L-1的盐酸B．加入数滴氯化铜溶液 C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液 3．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)＝Zn(OH)2(s)+2Mn2OOH (s)。下列说法错误的是（） A．电池负极的电极反应式为Zn－2e－+2 OH－＝Zn(OH)2 B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 C．电池工作时，锌失去电子 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g 4．镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸)，下列说法正确的是()。 A．电池总反应为Mg＋H2O2===Mg(OH)2 B．正极发生的电极反应为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O C．工作时，正极周围海水的pH减小 D．电池工作时，溶液中的H＋向负极移动 5．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I 2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．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极
原电池化学电源 考点1原电池原理 1．原电池的反应原理：自发的、放热的氧化还原反应 原电池的电路工作原理：(外电路)负极失去电子，电子经导线流向正极。(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动，向负极移动，向正极移动。 2．原电池的电极和电极反应： 正极：符号“+”，得到电子，发生 负极：符号“－”，失去电子，发生 以锌铜电池(电解液H2SO4溶液)为例： 电子经导线流向正极 氧化反应还原反应 失电子 Zn Cu 得电子 锌溶解 SO42－铜极不变 Zn－2e－=Zn2+阴离子向负极移动；阳离子向正极移动 2H++2e－=H2↑ 3．原电池形成的一般条件： (1)两极：的金属(或一种是金属，另一种是非金属导体)。 (2)电解质溶液：电极必与电解质溶液接触。 (3)形成闭合回路：电极相互接触或连接。 特别提醒：原电池形成还有一个隐蔽条件：能发生自发的氧化还原反应 [例1]在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（） [解析] A两个电极相同，所以不能发生原电池反应；C中液体为非电解质乙醇，所以不能发生原电池反应；F不能形成闭合电路，所以不能发生原电池反应。 【答案】B、D、E。 [规律总结]掌握形成原电池的一般条件. 考点2常用的化学电源和新型化学电源 1．实用电池的特点 实用电池一般具有以下的特点： （1）能产生比较稳定而且较高电压的电流；（2）安全、耐用且便于携带,易于维护； （3）能够适用于各种环境；（4）便于回收处理,不污染环境或对环境的污染影响较小； （5）能量转换率。 2．几种常见的电池和新型电池分类及反应原理简介 化学电池分类: 电池(如锌锰干电池、碱性锌锰电池) A B C D E F
原电池 1、进一步了解原电池的工作原理； 2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。 要点一、原电池 1、概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。 2、原电池的构成条件 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。 负极：活泼性强，失去电子发生氧化反应。 正极：活泼性弱，溶液中阳离子得到电子发生还原反应。 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，阴阳离子定向移动形成内电路。 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。 要点诠释：a．原电池中，电极材料可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。如图： b．形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。如图： 要点二、原电池工作原理的实验探究 1、实验设计 ①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。 ②按照下图组装实验装置，注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。
要点诠释：盐桥的作用及优点 a．组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b．作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路。 c．优点：使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动，使原电池能持续、稳定地产生电流。 电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况 (Ⅰ) 有电流产生锌片质量减小，同时铜片上有红色 物质析出，铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、 热能 (Ⅱ) 有电流产生锌片质量减小，铜片上有红色物质 析出，铜片质量增加 溶液温度不变化学能转化为电能 ①对于图甲装置 Zn片：Zn－2e－＝Zn2+ Cu片：Cu2++2e－＝Cu 同时在Zn片上，Zn可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu与ZnSO4，因此该装置中既有化学能转化为电能，同时也有化学能转化为热能。 ②对于图乙所示原电池 锌片：负极，Zn－2e－＝Zn2+(氧化反应) 铜片：正极，Cu2++2e－＝Cu(还原反应) 总化学方程式：Zn+Cu2+＝Cu+Zn2+ 4、实验原理分析：(如图所示)
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( )
第二节原电池化学电源 情感态度与价值观： 1.立足于学生适应现代化生活和未来发展的需要，着眼提高学生的科学素养。 2.进一步领悟和掌握化学的基本原理与方法，形成科学的世界观。
电极：负极为Zn，正极为Cu。电极反应：
3e－===Fe3＋
放电时的反应： SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)。
(2)放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”) 反应；已知负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，则正极反应为________________________________________________________________ ________。 (3)放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 解析：电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂的Zn。由电池的总反应方程式－负极反应式＝正极反应式可知，正极反应式为FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，正极生成了OH－，碱性增强。 答案：(1)Zn (2)还原FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ (3)正 第二课时 考点一原电池电极反应式的书写 一、【学前提问】 1．从氧化还原反应的角度分析，原电池负极上的材料常作________剂，正极上的材料常作________剂，二者________数目相等。 答案：还原氧化得失电子 2．若电解质溶液呈酸性，电极反应中能否生成OH－？若电解质溶液呈碱性，电极反应中能否生成H＋、CO2? 答案：不能不能 Li2Mn2O4，你能写出3．锂离子电池的总反应为Li＋LiMn2O4放电 充电 该电池的正极反应吗？ 答案：LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4 4．你能写出碱性条件下甲烷燃料电池的电极反应式吗？ 答案：负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O正极：2O2＋4H2O ＋8e－===8OH－