原电池和化学电源专题复习 (2)

原电池和化学电源北京四中叶长军一、原电池1．能量的转化原电池：将_____能转变为_____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、Cu-Zn原电池工作原理3、构成原电池的条件（1）有一个自发进行的_______________反应（2）装置①要有电极材料②电解质溶液③组成闭合回路（外、内）电解质溶液：电解质中阴离子向____极方向移动，阳离子向______极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。

4．几种常见的电池电池的评价比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。

比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。

质量轻、体积小而输出电能多、功率大、可储存时间长，更适合使用者的需要。

(1)一次电池：放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。

干电池：一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动。

碱性锌锰电池构成：负极是_____，正极是_______，电解质是KOH负极：___________________________________________正极：___________________________________________总反应式：_______________________________________特点：比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。

(2)二次电池①铅蓄电池放电电极反应：_______________________________负极：_______________________________________正极：_______________________________________总反应式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)②镍一镉碱性蓄电池负极：Cd+2OH－－2e－=Cd(OH)2；正极：2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni(OH)2+2OH－总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2(3)燃料电池电池电极反应酸性电解质碱性电解质氢氧燃料电池负极正极总反应甲烷燃料电池负极正极总反应甲醇燃料电池负极正极总反应料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。

《原电池化学电源》李仕才（考试时间：45分钟满分：100分）一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。

1．下列反应没有涉及原电池的是( )A．生铁投入稀盐酸中B．铜片与银片用导线连接后，同时插入FeCl3溶液中C．纯锌投入硫酸铜溶液中D．含铜的铝片投入浓硫酸中答案：D解析：A项生铁中含碳，投入稀盐酸中时构成原电池；B项构成原电池；C项锌置换出铜片，构成锌铜原电池；D项浓硫酸不导电，不能构成原电池。

2．以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2B．两极上溶解和析出的物质的质量相等C．锌片溶解了31 g，铜片上析出了1 g H2D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol答案：A解析：在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等。

利用这一特点，我们从电极反应式看：负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。

当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气得到 2 mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。

3．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。

下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀答案：B解析：装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，不同的是悬挂铁的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。

第2讲原电池化学电源复习目标知识建构1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

一、原电池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.形成条件(1)能自发进行的氧化还原反应，一般是活泼性强的金属与电解质反应。

(2)电极，一般是活泼性不同的两电极。

(3)电解质溶液或熔融电解质。

(4)形成闭合回路。

3.工作原理(以铜锌原电池为例)。

(1)两种装置①装置Ⅰ中Zn与Cu2＋直接接触，会有部分Zn与Cu2＋直接反应，部分化学能转化为热能；②装置Ⅱ中不存在Zn与Cu2＋的直接反应而造成能量损耗，电流稳定，且持续时间长。

(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片Cu2＋＋2e－电极反应Zn－2e－===Zn2＋===Cu 反应类型氧化反应还原反应盐桥中离盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极子移向(3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成(4)盐桥的组成和作用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。

③盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。

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(或非金属导体)。

(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。

【判一判】判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池()(2)在原电池中，发生氧化反应的是正极()(3)Mg—Al形成的原电池，Mg一定作负极()(4)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，再通过电解质溶液流回负极()(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)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高()答案(1)×(2)×(3)×(4) ×(5)×(6)√二、化学电源1.一次电池碱性锌锰电负极材料：Zn。

《原电池和化学电源》知识清单一、原电池1、定义原电池是将化学能转化为电能的装置。

2、构成条件（1）两个活泼性不同的电极，其中一种电极能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。

（2）电解质溶液。

（3）形成闭合回路，包括导线连接或直接接触。

3、工作原理以铜锌原电池为例（稀硫酸为电解质溶液）：锌片为负极，发生氧化反应：Zn 2e⁻＝ Zn²⁺铜片为正极，发生还原反应：2H⁺＋ 2e⁻＝ H₂↑电子由负极（锌片）经外电路流向正极（铜片），电流方向则相反。

4、电极判断（1）根据电极材料：较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。

（2）根据电子流向或电流流向：电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极；电流流出的一极为正极，电流流入的一极为负极。

（3）根据反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。

（4）根据电极现象：溶解或质量减轻的为负极，有气体生成或质量增加的为正极。

5、原电池的表示方法用“｜”表示电极与电解质溶液之间的界面，用“‖”表示盐桥。

例如，铜锌原电池（稀硫酸为电解质溶液）可表示为：Zn|H₂SO₄|Cu二、化学电源1、一次电池（1）碱性锌锰干电池负极材料：Zn正极材料：MnO₂电解质：KOH负极反应：Zn ＋ 2OH⁻ 2e⁻＝ Zn(OH)₂正极反应：2MnO₂＋ 2H₂O ＋ 2e⁻＝ 2MnOOH ＋ 2OH⁻（2）锌银电池正极材料：Ag₂O电解质：KOH负极反应：Zn ＋ 2OH⁻ 2e⁻＝ Zn(OH)₂正极反应：Ag₂O ＋ H₂O ＋ 2e⁻＝ 2Ag ＋ 2OH⁻2、二次电池（1）铅蓄电池负极材料：Pb正极材料：PbO₂电解质：H₂SO₄放电时负极反应：Pb ＋ SO₄²⁻ 2e⁻＝ PbSO₄正极反应：PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻＋ 2e⁻＝ PbSO₄＋ 2H₂O 充电时阴极反应：PbSO₄＋ 2e⁻＝ Pb ＋ SO₄²⁻阳极反应：PbSO₄＋ 2H₂O 2e⁻＝ PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻（2）锂离子电池正极材料：锂的化合物（如钴酸锂、锰酸锂等）优点：质量轻、电压高、工作寿命长、储存时间长等。

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第六章化学反应与能量李仕才错误!错误!错误!考点二化学电源1．一次电池2。

二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为放电Pb(s)＋PbO2(s）＋2H2SO4（aq)2PbSO4（s)＋2H2O(l）充电3．燃料电池(1）总反应式的书写:燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,燃烧反应方程式即为燃料电池的总反应方程式，但不同电解质中反应终产物不同。

(2）正极反应式的书写：正极反应的本质都是O2放电得电子生成O2－，电解质溶液酸碱性不同，电极反应式不同.①酸性电解质溶液环境下正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

②碱性电解质溶液环境下正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

③固体电解质（高温下能传导O2－）环境下正极反应式：O2＋4e－===2O2－。

④熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下正极反应：O2＋2CO2＋4e－===2CO错误!。

(3）负极反应式的书写：在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。

①氢氧燃料电池。

总反应均为2H2＋O2===2H2O碱性电解液：H2－2e－＋2OH－===2H2O酸性电解液：H2－2e－===2H＋固体或熔融：固体电解质在熔融状态传导O2－：H2－2e－＋O2－===H2O熔融碳酸盐：H2－2e－＋CO错误!===CO2＋H2O②甲醇、空气(含CO2),与碳酸锂熔融盐燃料电池.总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O负极：CH3OH－6e－＋3CO错误!===4CO2＋2H2O③甲烷、空气、KOH燃料电池：总反应：CH4＋2O2＋2OH－===CO错误!＋3H2O负极:CH4－8e－＋10OH－===CO2－，3＋7H2O④丁烷、空气燃料电池，其电解质是掺杂氧化钇（Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态能传导O2－。

知识清单18原电池化学电源知识点01原电池的工作原理及应用1．原电池的概念和实质(1)概念：将_______能转化为_______能的装置。

(2)实质：利用能______________的氧化还原反应把_______能转化为_______能。

2．原电池的工作原理(1)电极反应：负极：_______电子，发生_______反应正极：_______电子，发生_______反应(2)电子移动方向：从_______极流出沿导线流入_______极，电子_______通过电解质溶液。

(3)离子移动方向：①阴离子向_______极移动，阳离子向_______极移动。

②如果有盐桥：盐桥中的阴离子移向_______区，阳离子移向_______区。

(4)盐桥的作用：①离子通道，形成______________。

②避免_____________________直接反应，减少电流的衰减。

3．原电池的构成条件①形成______________；②两个_______不同的电极，相对较活泼的金属作_______极；③电解质溶液或熔融电解质；④_______的氧化还原反应（一般能对外界_______能量）。

【易错提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。

两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。

(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。

(3)在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼性的强弱，也要考虑电解质溶液性质。

如Mg－Al－HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg－Al－NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。

4．原电池原理的应用(1)设计制作化学电源①用双线桥分析氧化还原反应的电子转移方向和数目；②分别写出正、负极的电极反应式（半反应式）；③根据电极反应式确定半电池的电极材料和电解质溶液：a.电极材料：一般______________作负极，______________（或_________导体）作正极；b.电解质溶液：负极电解液一般是负极金属对应的_________的溶液；正极电解液一般是氧化剂对应的电解质溶液。

2017高三化学一轮复习原电池化学电源在高三化学的学习中，原电池和化学电源是非常重要的知识点。

一轮复习时，我们要对这部分内容进行全面、深入的梳理和巩固，为后续的学习打下坚实的基础。

一、原电池的基本原理原电池是将化学能转化为电能的装置。

其工作原理基于氧化还原反应，在两个不同的电极上分别发生氧化反应和还原反应，从而形成电子的定向移动，产生电流。

以铜锌原电池为例，锌片作为负极，发生氧化反应：Zn 2e⁻＝Zn²⁺；铜片作为正极，发生还原反应：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu。

电子由负极（锌片）通过外电路流向正极（铜片），溶液中的离子则在电池内部进行定向移动，形成闭合回路。

理解原电池的工作原理，关键在于把握以下几点：1、电极的判断：通常较活泼的金属作为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属作为正极。

但也有特殊情况，比如镁、铝在氢氧化钠溶液中构成原电池时，铝是负极。

2、电子和离子的移动方向：电子从负极流出，经外电路流向正极；溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

3、电极反应式的书写：要根据所给的电解质溶液和电极材料，准确判断氧化还原反应，并正确书写电极反应式。

二、原电池的构成条件要形成一个原电池，需要满足以下几个条件：1、有两种不同的活动性不同的电极材料，其中一种能够与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。

2、电极要插入电解质溶液中。

3、要形成闭合回路，包括外电路和内电路。

4、能自发进行的氧化还原反应。

这四个条件缺一不可。

只有同时满足这些条件，原电池才能正常工作，实现化学能向电能的转化。

三、常见的原电池类型1、锌锰干电池锌锰干电池是最常见的一次电池。

分为酸性和碱性两种。

酸性锌锰干电池中，负极是锌筒，正极是石墨棒，电解质溶液是氯化铵和氯化锌的混合溶液。

碱性锌锰干电池中，负极是锌粉，正极是二氧化锰，电解质是氢氧化钾溶液。

2、铅蓄电池铅蓄电池是一种二次电池，可以反复充电和放电。

放电时，负极是铅，电极反应为：Pb ＋ SO₄²⁻ 2e⁻＝ PbSO₄；正极是二氧化铅，电极反应为：PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻＋ 2e⁻＝PbSO₄＋ 2H₂O。

第35讲原电池化学电源复习目标 1.理解原电池的构成、工作原理及应用。

2.正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。

3.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。

考点一原电池的工作原理及应用1．原电池的概念及构成条件(1)定义：将化学能转化为电能的装置。

(2)原电池的形成条件①能自发进行的氧化还原反应。

②两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。

③形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。

2．工作原理(以锌铜原电池为例)(1)装置变迁(2)电极反应负极：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应。

正极：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应。

总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。

(3)盐桥的组成和作用①盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶。

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盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。

3．原电池的应用(1)设计制作化学电源(2)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(或能导电的非金属)。

(3)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。

(4)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。

1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池()2．放热反应都可设计成原电池()3．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() 4．两种活动性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极()5．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高()6．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()答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√一、原电池原理及电极的判断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，其工作示意图如图。

专题二原电池化学电源（专题训练）一、选择题1．(2020·洛阳)下列有关电池的说法不正确的是( )A．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极C．氢氧燃料电池工作时，氢气在负极被氧化D．原电池中一定发生了氧化还原反应答案 A2、银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是( )A．处理过程中银器一直保持恒重B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl答案 B3、．(2020·天津理综，4)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答案 C4．下列事实不能用原电池原理解释的是( )A．将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中迅速反应放热B．铁被钝化处理后不易腐蚀C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快D．镀层破损后，镀锌铁比镀锡铁更耐用答案 B5、(2020·海南化学，10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B．正极反应式为2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2OC．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 A6、．(2020·课标全国Ⅰ，11)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。

高考化学专题复习：原电池专题一、知识讲解1、定义：化学能转化为电能的装置2、形成条件：①两极：两个活泼性不同的电极②一液：电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）③一回路：形成闭合回路（可为导线连接两插入溶液中的电极，也可是两电极直接接触并插入溶液）④一反应：能自发进行的氧化还原反应惰性电极(C、Pt等)：只起导电作用，不参与反应；活性电极(除Pt、Au外的其余金属)：当作阳极时，除起导电作用外，还参与反应失去电子变成金属阳离子进入溶液中。

【例】在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（）3、原理讲解4、电源正负极的判断负极正极据电极材料判断活泼性强的金属（燃料电池除外）活泼性较弱的金属或导电的非金属据电极反应类型判断失去电子发生氧化反应的电极得到电子发生还原反应的电极据电极反应现象判断电极反应不断溶解的电极（燃料电池除外）质量增加或附近有气泡产生的电极【燃料（都不变）、铅蓄（都增）电池除外】据电池总反应式判断失去电子的一极得到电子的一极据燃料电池燃料氧气据电极附近pH变化判断电极附近的pH增大了金属—化合物电池金属化合物电子流出流入A B C D E F据三移电流流入流出离子阴离子移向阳离子移向【注意】：1.镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。

【例】1、在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（）A．正极附近的OH-离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出D．铜片上有H2逸出 E．Zn是负极 F．电子由Zn经外电路流向CuG．溶液中H+向负极移动 H. SO42-向负极移动2、下列关于原电池的叙述正确的是（）A．原电池是将化学能转变成电能的装置 B．在原电池中失去电子的一极是阴极C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．原电池的负极发生的是还原反应3、从理论上分析，关于Fe—CuSO4溶液—Cu原电池的叙述正确的是A．铜极为负极 B．电子从铜沿导线转移到铁C．铁表面析出金属铜 D．总反应为Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu4、银锌纽扣电池放电时的反应为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag，下列有关说法中不正确的是A．该反应属于置换反应 B．Zn做负极C．Ag2O在正极上发生还原反应 D．可用稀硝酸做电解质溶液5、(2012福建∙9)将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c（SO42−）增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色答案：A6、(1993年全国，12)图14-4中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是( )图14—47、(01年上海)铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（）A．阴极B．正极C．阳极D．负极5、原电池电极反应方程式书写负极（与电极材料有关）正极（与电极材料无关）（1）据电极材料及电解液书写①若为活泼电极：金属失去电子生成金属离子M-ne-=Mn+ 如：Zn-2e-=Zn2+（注意：Fe→Fe2+）；若生成的阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中：如溶液中的阳离子得电子阳离子得电子的能力顺序为：①Ag+> Hg 2+> Fe3+> Cu2+>H+（酸中）> Pb2+>Sn2+>Fe 2+>Zn2+>H＋(水中)>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca 2+ >K+a极板b极板X电极Z溶液A 锌石墨负极CuSO4B 石墨石墨负极NaOHC 银铁正极AgNO3D 铜石墨负极CuCl2铅蓄电池，Pb+SO42--2e-=PbSO4。