第二讲 原电池 新型化学电源
原电池及其工作原理
[知识梳理]
一、原电池的概念和反应本质
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。
二、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。
三、原电池的工作原理
如图是两种锌铜原电池示意图：
1．反应原理
2.
(1)电子流动方向：从负极流出沿导线流入正极；
(2)电流流动方向：从正极沿导线流向负极；
(3)离子迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。
四、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。
[自我检测]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极。()
(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。()
答案：(1)√(2)×(3)×
2．(教材改编题)下列装置不能形成原电池的是()
解析：选C。A、B、D项都具有①活泼性不同的电极；②电解质溶液；③闭合回路；
④自发进行的氧化还原反应，均能构成原电池；C项中酒精为非电解质，不能构成原电池。
3．(2017·北京丰台区高三模拟)有关如图所示原电池的叙述不正确的是()
A．电子沿导线由Cu片流向Ag片
B．正极的电极反应式是Ag＋＋e－===Ag
C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应
D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液
解析：选D。该装置是原电池装置，其中Cu为负极，失电子发生氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋，Ag为正极，得电子发生还原反应：Ag＋＋e－===Ag。原电池中，负极(Cu)失去的电子沿导线流向正极(Ag)，盐桥中的阳离子移向正极，即移向AgNO3溶液，综上所述，D 错误。
原电池原理考查中四个常见失分点的规避
(1)只有自发进行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。
(2016·高考全国卷甲，11，6分)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↑
[解析]该电池中Mg作负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2＋，A项正确；正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正
确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。
[答案] B
我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是__________，负极反应式为______________________；正极材料是________，正极反应式为____________________。
答案：铝4Al－12e－=== 4Al3＋石墨等惰性电极3O2＋6H2O＋12e－=== 12OH－
原电池正、负极的判断方法
原电池构成及原理考查
1．(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
C．此水果发电的原理是电磁感应
D．金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片
答案：C
2．(2016·高考海南卷改编)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，被还原
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－向负极迁移
解析：选D。A.根据化合价升降判断，Zn化合价只能升高，故为负极材料，被氧化，不正确；B.KOH溶液为电解质溶液，则正极电极反应式为2FeO2－4＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，错误；C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D.电池工作时阴离子OH－向负极迁移，正确。
原电池正、负极的判断
3．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()
解析：选C。在装置中电流计指针发生偏转，说明该装置构成了原电池，根据正负极的判断方法，溶解的一极为负极，增重的一极为正极，所以M棒为正极，N棒为负极，且电解质溶液能析出固体，则只有C项正确。
4．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↑
解析：选B。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在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C均错。
②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH －－6e－===2AlO－2＋4H2O，二者相减得到正极电极反应式为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。
对盐桥原电池原理的考查
5．(2017·泗洪模拟)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()
A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极
B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
解析：选C。该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，电极Ⅱ为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。
6．(2017·浙江六校联考)将反应IO－3＋5I－＋6H＋3I2＋3H2O设计成如下图所示的原电池。开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针发生偏转，一段时间后，电流计指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流计指针再次发生偏转。下列判断不正确的是()
A．开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液变蓝
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．两次电流计指针偏转方向相反
解析：选B。开始加入少量浓硫酸时，由氧化还原反应方程式可知，反应正向进行，KI是还原剂，KIO3是氧化剂，故甲为正极区，甲中石墨作正极，得电子发生还原反应，电
极反应式为2IO－3＋10e－＋12H＋===I2＋6H2O，乙为负极区，乙中石墨作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为10I－－10e－===5I2，两烧杯中均有I2生成，在甲、乙两烧杯中都加入淀粉溶液，两烧杯中的溶液均变蓝，A正确，B错误；电流计读数为零时，表明反应达到化学平衡状态，C正确；由氧化还原反应方程式可知，电流计指针读数为零，反应达到平衡状态，此时再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，则消耗了H＋，原氧化还原反应的平衡逆向移动，电流计指针的偏转方向与第一次相反，D正确。
(1)盐桥中的离子不断释放到两个池中，逐渐失去导电作用，需定期更换盐桥。
(2)要明确盐桥中离子的移动方向；明确其与可逆反应平衡移动方向的关系。
原电池原理的应用
[知识梳理]
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。
4．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，使锌作原电池的负极。
[自我检测]
1．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接放入NaHSO4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() A．P＞M＞N＞E
B．E＞N＞M＞P
C．P＞N＞M＞E
D．E＞P＞M＞N
解析：选A。由①知，金属活动性：M＞N；M、P用导线连接放入NaHSO4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。
2．一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是()
A．加入少量稀NaOH溶液
B．加入少量CH3COONa固体
C．加入少量NH4HSO4固体
D．加入少量CuSO4溶液
解析：选D。A中加入NaOH溶液，消耗盐酸，反应速率减慢，且氢气的生成量会减少，错误；B中加入CH3COO－会结合H＋，生成醋酸，减慢反应速率，错误；C中加入NH4HSO4固体，增加了H＋的量，生成的氢气会增多，错误；D中加入少量CuSO4溶液，Zn置换出少量Cu附着在锌表面，形成原电池可以加快反应速率，并且没有影响氢气的生成量，正确。
(1)比较金属活动性强弱的三种方法
①根据原电池：一般情况下，负极大于正极。
②根据电解池：易得电子的金属阳离子，相应金属的活动性较弱。
③根据金属活动性顺序表。
(2)原电池装置图常见失分点提示
①不注明电极材料名称或元素符号。
②不画出电解质溶液(或画出但不标注)。
③误把盐桥画成导线。
④不能连成闭合回路。
从下列各反应条件的叙述中选择合适的图像：
(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中，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分别加入等量的稀硫酸中，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，但由于Zn过量并不影响产生H2的量，速率会加快。(3)CH3COONa 与H2SO4反应后生成弱酸CH3COOH，从而减慢反应速率，但产生H2的量没有发生变化。
[答案](1)A(2)B(3)C
上题(1)和(2)中若不向a中加CuSO4溶液，仅对a中溶液加热，则两题应对应哪个图像？为什么？
答案：都对应B图。(1)和(2)中都产生等量的氢气，对a中溶液加热，使产生H2的速率加快，反应所需的时间缩短，故B图合理。
改变Zn与H＋反应速率的方法
(1)加入Cu粉或CuSO4，使Cu与Zn接触形成原电池，加快反应速率。加入Cu，不影响Zn的量，即不影响产生H2的量；而加入CuSO4，会消耗一部分Zn，但是否影响产生H2的量，应根据Zn、H＋的相对量多少判断。
(2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H＋反应，使c(H＋)减小，反应速率减小，但不影响产生H2的量。
(3)加水稀释，使c(H＋)减小，反应速率减小，但不影响产生H2的量。
(4)改变反应的温度，也会影响Zn与H＋的反应速率。
(5)把锌粒换成锌粉，加快Zn与H＋的反应速率。
原电池的工作原理
1．(2015·高考安徽卷)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。
0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是________________________，溶液中的H＋向________极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是__________________________________________________________。
解析：在0～t1时，正极上NO－3得电子后结合H＋生成NO2和H2O；在原电池中，阳离子向正极移动，故H＋向正极移动；由于Al在浓硝酸中发生了钝化，生成的氧化膜阻止了反应的进行，此时Cu与浓硝酸反应而导致Cu作负极，电子流动方向发生了改变。
答案：NO－3＋e－＋2H＋===NO2↑＋H2O 正Al在浓硝酸中发生钝化，生成的氧化膜阻止了Al的进一步反应
2．(2017·开封高三调研)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→导线→Y
B．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁
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
解析：选D。外电路的电子流向为X→导线→Y，电流方向与其相反；X极失电子，作负极，发生的是氧化反应，Y极发生的是还原反应；若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。
原电池的设计
3．请根据原电池原理，利用反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，设计一个原电池装置。
负极反应式：_____________________________________________________________，正极反应式：____________________________________________________________，并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，标明电极材料和电解质溶液，并标出外电路电子流向。
解析：据题意要求，应按照反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋进行设计，Cu作负极，Fe3＋作正极反应物即可。
答案：Cu－2e－===Cu2＋
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
(合理即可)
设计原电池要注意的问题
(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。
(2)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。
(3)电解质溶液的选择：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(如溶解于溶液中的氧气)。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，这样可减少离子极化作用，便于电子和离子的移动，如在Cu-Zn构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。
化学电源及电极反应式的书写
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
跟踪检测（三十五）化学能与电能（2）——新型化学电源（过题型） 1．有一种“水”电池，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是() A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．Na＋不断向“水”电池的负极移动 C．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 D．AgCl是还原产物 解析：选C根据电池总反应，可判断出Ag应为原电池的负极，负极电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl，故A错误；在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故B错误；根据总反应式可知，5 mol MnO2生成1 mol Na2Mn5O10，转移2 mol电子，故C 正确；反应中Ag的化合价升高，被氧化，Ag应为原电池的负极，AgCl是氧化产物，故D 错误。 2．已知：H2O2是一种强氧化剂。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，示意图如图所示。该电池工作时，下列说法不正确的是() A．Mg电极是该电池的负极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．该装置能将化学能转化为电能 D．溶液中Cl－向Mg电极移动 解析：选B组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，故A正确；双氧水作为氧化剂，在石墨电极上被还原成水，发生还原反应，故B错误；该装置是原电池，将化学能转化为电能，故C正确；原电池中，阴离子移向负极，Mg电极为该原电池的负极，则Cl－向Mg 电极移动，故D正确。 3.普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱 性。根据这一特点科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理 如图所示，反应的总方程式为2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。下列有关说法正确的是()
《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
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
新型化学电源的高考命题角度及其解题策略 高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌—锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO 燃料电池)、“锂离子电池”、“银锌电池”、“纽扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。 取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度： 题型一 新型电池“放电”时正极、负极的判断 知识基础 在Zn －Cu 原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金 属材料作正极。负极：Zn －2e －===Zn 2＋；正极：2H ＋＋2e －===H 2↑。 解题指导 新型电池中??? 负极材料????? 元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料????? 元素化合价降低的物质发生还原反应的物质 典例导悟1 被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为 Zn ＋2MnO 2＋H 2O===ZnO ＋2MnO(OH)。下列说法正确的是( ) A ．该电池的正极为锌 B ．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C ．当0.1 mol Zn 完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1．204×1023 D ．电池正极反应式为2MnO 2＋2e －＋2H 2O===2MnO(OH)＋2OH － 听课记录： 题型二 新型电池“放电”时正极、负极上电极反应式的书写 知识基础 铅蓄电池[Pb －PbO 2(H 2SO 4溶液)]电极反应的书写： 负极：①Pb －2e －===Pb 2＋；②Pb 2＋＋SO 2－4===PbSO 4。把二者合起来，即负极反应式：Pb －2e －＋SO 2－4===PbSO 4。 正极：PbO 2得电子变为Pb 2＋：PbO 2＋2e －＋4H ＋===Pb 2＋＋2H 2O ；Pb 2＋跟SO 2－4结合生成 PbSO 4：Pb 2＋＋SO 2－4===PbSO 4。把二者合起来，即正极反应式：PbO 2＋2e －＋4H ＋＋SO 2－4 ===PbSO 4＋2H 2O 。 总反应式＝正极反应式＋负极反应式，即： PbO 2＋Pb ＋4H ＋＋2SO 2－4===2PbSO 4＋2H 2O 。 解题指导 首先分析物质得失电子的情况，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。对于较为复杂的电极反应，可以利用总反应－较简单一极电极反应式＝较复杂一极电极反应式的方法解决。 典例导悟2 (2013·广东，14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( ) A ．以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH － B ．以NaOH 溶液为电解液时，负极反应为Al ＋3OH －－3e －===Al(OH)3↓
【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
高考化学一轮复习测试卷及解析（34）： 新型化学电源的高考命题角度及其解题策略 高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌—锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO 燃料电池)、“锂离子电池”、“银锌电池”、“纽扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。 取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度： 【题型一】新型电池“放电”时正极、负极的判断 知识基础 在Zn －Cu 原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或 非金属材料作正极。负极：Zn －2e －===Zn 2＋；正极：2H ＋＋2e －===H 2↑。 解题指导 新型电池中??? 负极材料????? 元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料????? 元素化合价降低的物质发生还原反应的物质 典例导悟1 被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为Zn ＋2MnO 2＋H 2O===ZnO ＋2MnO(OH)。下列说法正确的是( ) A ．该电池的正极为锌 B ．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C ．当0.1 mol Zn 完全溶解时，流经电解液的电子个数为1．204×1023 D ．电池正极反应式为2MnO 2＋2e －＋2H 2O===2MnO(OH)＋2OH － 听课记录： 【题型二】新型电池“放电”时正极、负极上电极反应式的书写 知识基础 铅蓄电池[Pb －PbO 2(H 2SO 4溶液)]电极反应的书写： 负极：①Pb －2e －===Pb 2＋；②Pb 2＋＋SO 2－4===PbSO 4。把二者合起来，即负极反应式： Pb －2e －＋SO 2－4===PbSO 4。 正极：PbO 2得电子变为Pb 2＋：PbO 2＋2e －＋4H ＋===Pb 2＋＋2H 2O ；Pb 2＋跟SO 2－4结合生成 PbSO 4：Pb 2＋＋SO 2－4===PbSO 4。把二者合起来，即正极反应式：PbO 2＋2e －＋4H ＋＋SO 2－4 ===PbSO 4＋2H 2O 。 总反应式＝正极反应式＋负极反应式，即：PbO 2＋Pb ＋4H ＋＋2SO 2－4===2PbSO 4＋2H 2O 。 解题指导 首先分析物质得失电子的情况，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。对于较为复杂的电极反应，可以利用总反应－较简单一极电极反应式＝较复杂一极电极反应式的方法解决。 典例导悟2 (2009·广东，14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( ) A ．以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH － B ．以NaOH 溶液为电解液时，负极反应为Al ＋3OH －－3e －===Al(OH)3↓ C ．以NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH 保持不变 D ．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 听课记录：
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
2017高考化学冲刺 新型化学电源 1 ?用如图所示装置除去含有CN「、C「废水中的CN「时，控制溶液pH为9?10,阳极产生的CIO「将CN「氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（） A ?用石墨作阳极，铁作阴极 B .阳极的电极反应式：C「+2OH「- 2e「一CIO「+H2O C .阴极的电极反应式：2H2O+2e「一H2f +2OH D .除去CN「的反应：2CN「+5CIO「+2H+—N2f +2CO f +5CI+H2O 1. D 【解析】A .该电解质溶液呈碱性，电解时，用不活泼金属或导电非金属作负极，可以用较不活泼金属作正极，所以可 以用石墨作氧化剂、铁作阴极，故A正确； B .阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水，所以阳极反应式为Cl「+2OH「- 2e 「一CIO「+H2O，故 B 正确； C.电解质溶液呈碱性，则阴极上水失电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e「—H2T +2OH，故C正确； D .阳极产生的CIO「将CN「氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，该反应在碱性条件下进行，所以应该有氢氧根离子生成，反应方程式为2CN「+5CIO「+H2C—N2T +2CO f +5CI+2OH「，故D错误；故选D . 【点评】本题为2015年四川省高考化学试题，涉及电解原理，明确各个电极上发生的反应及电解原理是解本题关键， 易错选项是BD，注意B中反应生成物，注意D中碱性条件下不能有氢离子参加反应或生成. 2. 利用右图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说法不正确的是（ A .若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B .若X为锌棒，开关K置于M处，铁电极的反应: Fe—2e「~ Fe2+ C .若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀 D .若X为碳棒，开关K置于N处，铁电极的反应: 2H++2e—TH 2f 2. B
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。
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( )
2020年03月09日高二化学上学期原电池化学电源练习题学校：___________ 注意事项： 2、请将答案正确填写在答题卡上 第1卷 一、单选题 1.两种元素可以形成AB2型共价化合物的是( ) A.无中子的原子与最外层有6个电子的短周期元素的原子 B.核电荷数分别为12和17的元素 C.ⅣA族和ⅥA族原子半径最小的元素 D.最高正价都为奇数的两种短周期元素 2.已知X、Y为短周期元素,两元素形成化合物XY2,已知其原子序数分别为a和b,则a不可能为( ) A.b-4 B.b-5 C.b+6 D.b+8 3.最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下: 下列说法正确的是( ) A.CO和O生成 CO是吸热反应 2 B.在该过程中,CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的 CO 2 D.状态I→状态III表示CO与 O反应的过程 2 4.大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是( ) A.燃烧煤炭供热 B.利用风力发电 C.增加植被面积 D.节约用电用水 5.一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中●和○代表不同元素的原子。关于此反应说法错误的是( )
A.一定属于吸热反应 B.一定属于可逆反应 C.一定属于氧化还原反应 D.一定属于分解反应 6.将编号为① ② ③ ④ 的四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可构成原电池,① ② 相连时,外电路电流从② 流向① ;① ③ 相连时,③为正极;② ④ 相连时,②上有气泡逸出;③ ④ 相连时,③的质量减少。 据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是( ) A.①③②④ B.①③④② C.③④②① D.③①②④ 7.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-2+=Mg e Mg -2 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()222Mg+2H O =Mg OH +H ↑ 8.图1是铜锌原电池示意图。图2中,x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y 轴表示( ) A.铜棒的质量 B.c (Zn 2+) C.c (H +) D. () 2-4c SO 9.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24(SO )c - 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 10.下面的能源中属于二次能源的是( )
原电池化学电源(练 习题) https://www.doczj.com/doc/655602746.html,work Information Technology Company.2020YEAR
2 原电池 化学电源（练习题） 1．有A 、B 、C 、D 四种金属，当A 、B 组成原电池时，电子流动方向A →B ； 当A 、D 组成原电池时，A 为正极；B 与E 构成原电池时，电极反应式为：E 2-+2e -=E ，B-2e -=B 2+则A 、B 、D 、E 金属性由强到弱的顺序为（ ） A ．A ﹥ B ﹥E ﹥D B ．A ﹥B ﹥D ﹥E C ． D ﹥ E ﹥A ﹥B D ．D ﹥A ﹥B ﹥E 2．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 3．锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可以表示为： 2Ag ＋Zn(OH)2 Ag 2O ＋Zn ＋H 2O 此电池放电时，被氧化的物质是 （ ） A. Ag B. Zn(OH)2 C. Ag 2O D. Zn 4．某原电池总反应的离子方程式为：Fe+2Fe 3+=3Fe 2+，不能实现该反应的原电 池为( ) A ．正极为Cu ，负极为Fe ，电解质溶液为FeCl 3 B ．正极为 C ，负极为Fe ，电解质溶液为Fe(N03)3 C ．正极为Fe ，负极为Zn ，电解质溶液为Fe 2(SO 4)3 D ．正极为Ag ，负极为Fe ，电解质溶液为CuSO 4 5．设想通过原电池反应以H 2和Cl 2为原料生产盐酸。关于这种原电池的设想正确的是（ ） 充电 放电
题目：新型化学电源的高考命题角度及其解题策略 【考纲解读】 1.了解电解池的工作原理，写出电极反应和电池反应方程式。 2.理解原电池电解池的原理及其在生产生活中的应用进而培养学生的知识运用迁移能力。 3.培养学生对新型化学电源的分析问题解决问题的能力，培养学生良好的高考应试能力。 【教学重点】 理解原电池电解池的原理及其在生产生活中的应用 【教学难点】 学生对电化学知识的迁移应用能力及对新型化学电源的分析问题解决问题的能力的培养【教学方法】 多媒体课件、动画视频展示、实物投影绘图、学生小组讨论、成果展示 【热点分析】 高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌—锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池”、“银锌电池”、“纽扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。 【典例导入】 世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最。下列有关叙述正确的是() A．光伏电池是将太阳能转变为电能 B．光伏电池是将化学能转变为电能 C．电流从a流向b D．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极 【视频动画展示】 播放碱性干电池、汽车车载铅蓄电池、氢氧燃料电池微观动画，学生分析电池的结构，原理，电子离子流向及电极反应方程式的书写。 【思考与交流】 1.原电池正负极判定的方法有哪些？请至少列举出5种方法。 2.电解池的阴阳极的判定方法有哪些？请至少列举5种方法。
3.双线桥法书写电极反应方程式的主要步骤是什么，以干电池和车载铅蓄电池为例分析？ 4.有金属参加的原电池和燃料电池的电极反应书写有什么技巧和规律？ 【归纳反思】从上述问题你可以罗列出电化学常考的知识点吗？通常这些考点有哪些规律可循，并归纳出解题的方法技巧。 【重难点击破】 取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度： 典例探究讨论： 题型一 新型电池“放电”时正极、负极的判断 知识储备 在Zn －Cu 原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极。负极：Zn －2e －===Zn 2＋；正极：2H ＋＋2e － ===H 2↑。 解题指导 新型电池中??? 负极材料????? 元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料????? 元素化合价降低的物质发生还原反应的物质 典例导悟1 被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为 Zn ＋2MnO 2＋H 2O===ZnO ＋2MnO(OH)。下列说法正确的是( ) A ．该电池的正极为锌 B ．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C ．当0.1 mol Zn 完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1．204×1023 D ．电池正极反应式为2MnO 2＋2e －＋2H 2O===2MnO(OH)＋2OH － 变式训练1（2014·全国理综II 化学卷，T12）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( ) A ．a 为电池的正极 B ．电池充电反应为LiMn 2O 4=Li 1-x Mn 2O 4+xLi C ．放电时，a 极锂的化合价发生变化 D ．放电时，溶液中的Li +从b 向a 迁移 题型二 新型电池“放电”时正极、负极上电极反应式的书写 知识储备 铅蓄电池[Pb －PbO 2(H 2SO 4溶液)]电极反应的书写： 负极：①Pb －2e －===Pb 2＋ ； ②Pb 2＋＋SO 2－4===PbSO 4。 把二者合起来，即负极反应式：Pb －2e －＋SO 2－4===PbSO 4。 正极：PbO 2得电子变为Pb 2＋：PbO 2＋2e －＋4H ＋===Pb 2＋＋2H 2O ；