2020-2021学年高三化学一轮复习知识点第20讲 原电池 化学电源

2021届高三化学一轮复习——原电池化学电源（有答案和详细解析）一、选择题1．(2018·浙江省十校联盟选考3月适应性考试)最近一家瑞典公司发明了一种新型充电器“PowerTrekk”，仅仅需要一勺水，它便可以产生维持10小时手机使用的电量。

其反应原理为Na4Si＋5H2O===2NaOH＋Na2SiO3＋4H2↑，则下列说法正确的是()A．该电池可用晶体硅作电极材料B．Na4Si在电池的负极发生还原反应，生成Na2SiO3C．电池正极发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．当电池转移0.2 mol电子时，可生成标准状况下1.12 L H2答案C解析由该电池的反应原理可知，硅化钠是还原剂，其在负极上发生氧化反应；水是氧化剂，其在正极上发生还原反应；1 mol Na4Si发生该反应转移电子8 mol。

A项，该电池工作时生成氢氧化钠溶液，而硅可以与氢氧化钠反应，所以不能用晶体硅作电极材料，错误；B项，Na4Si在电池的负极发生氧化反应，错误；C项，电池正极发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，正确；D项，当电池转移0.2 mol电子时，可生成标准状况下2.24 L H2，错误。

2．(2019·杭州市第二中学选考模拟)锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。

工作原理示意图如下，下列叙述正确的是()A．该电池工作时Li＋向负极移动B．Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液C．电池充电时间越长，电池中Li2O 含量越多D．电池工作时，正极可发生：2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2答案D解析原电池中，阳离子应该向正极移动，选项A错误；单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解质溶液不能使用任何水溶液，选项B错误；题目给出正极反应为：x Li＋＋O2＋x e－===Li x O2，所以当x＝2的时候反应为：2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，选项D正确。

2020-2021 年新高三化学一轮复习讲解《原电池与化学电源》【知识梳理】一、原电池负极正极2原理的应用一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

如在 Zn 与稀硫酸反应时 加入少量CuSO 4 溶液能使产生H 2 的反应速率加快两种金属分别作原电池的两极，一般作负极的金属比作正极的金属活泼使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。

如要保护一个铁制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设计制作化学电源，设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以，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(如空气中的氧气)例题1、下列说法正确的是。

①电池工作时，负极失去的电子均通过溶液转移到正极上 ②在原电池中失去电子的一极是阴极，发生的是还原反应③原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成④铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀⑤将铝片和镁片用导线连接后，插入盛有 NaOH 溶液，铝作负极 ⑥电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 ⑦原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应⑧锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有 6.5 g 锌溶解，正极上就有 0.1 g 氢气生成 ⑨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⑩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，电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加⑪盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子⑫原电池装置 中，电极Ⅰ上发生还原反应作原电池的负极[指点迷津]原电池基础知识的易错点：(1) 负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料本身并不参加反应。

(2) 忽视电极材料与电解质溶液的反应关系，容易误写电极反应式，如Al 负极，在酸性溶液中生成Al 3＋，在碱性溶液中生成 AlO －。

2025年高考化学一轮复习基础知识讲义—化学电源及工作原理（新高考通用）【必备知识】1．分类一次电池：一次电池就是放电之后不可再充电的电池。

常见的一次电池有锌锰干电池、锌银电池。

二次电池：二次电池又称可充电电池或蓄电池。

充电电池中能量的转化关系是：化学能电能，常见的二次电池有铅蓄电池、镉镍电池、锂离子电池等蓄电池等。

2．工作原理电池电极反应装置图碱性锌锰电池总反应：Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2；负极：Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2；正极：2MnO 2＋2H 2O ＋2e －===2MnO(OH)＋2OH －银锌电池总反应：Zn ＋Ag 2O ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag负极反应：Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2正极反应：Ag 2O ＋H 2O ＋2e －===2Ag ＋2OH －锂电池Li －SOCl 2电池可用于心脏起搏器，该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl 4－SOCl 2总反应：4Li ＋2SOCl 2===4LiCl ＋SO 2↑＋S负极反应：4Li －4e －===4Li ＋正极反应：2SOCl 2＋4e －===SO 2↑＋S ＋4Cl －铅酸蓄电池总反应：Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 42PbSO 4＋2H 2O ；负极：Pb ＋SO 2－4－2e －===PbSO 4；正极：PbO 2＋4H ＋＋SO 2－4＋2e －===PbSO 4＋2H 2O【微点拨】①可逆电池的充、放电不是可逆反应。

②负接负后作阴极，正接正后作阳极。

【易错辨析】1．太阳能电池不属于原电池()2．可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应()3．铅酸蓄电池工作时，当电路中转移0.1mol电子时，负极增重4.8g()（SO42-:96）【答案】 1.√ 2.× 3.√【题型突破】1、(2019·浙江4月选考，12)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。

高三化学电化学专题知识点电化学是研究电和化学之间相互转化关系的科学，涵盖了众多的知识点。

本文将从电池、电解和电化学反应这三个方面，介绍高三化学电化学专题的核心知识点。

一、电池电池是将化学能转化为电能的装置，广泛应用于日常生活和工业生产中。

常见的电池有原电池和蓄电池两类。

1. 原电池原电池是一种不可充电的电池，通过化学反应产生电流。

其中最常见的是干电池，它由正极、负极和电解质组成。

当正极和负极相连时，电解质中发生氧化还原反应，正极是氧化剂，负极是还原剂。

在这个过程中，化学能转化为电能，推动电子从负极流向正极，形成电流。

2. 蓄电池蓄电池是一种可充电的电池，可以充放电多次。

蓄电池的工作原理基本与干电池相同，但是蓄电池中的电解质是可再生的。

在充电过程中，电流从外部电源流入电池，将负极中的物质还原，同时将正极中的物质氧化。

在放电过程中，电池反应反向进行，化学能转化为电能。

二、电解电解是利用电流将化合物分解成元素或离子的过程。

电解可用于电镀、腐蚀、水解等领域。

1. 电解液电解液是进行电解的溶液，它通常由一个或多个电解质和溶剂组成。

电解液可以是酸性、碱性或中性的。

在电解液中，正极为阴离子，负极为阳离子。

2. 电解的过程在电解过程中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应。

负极的反应产物在电解液中溶解，正极的反应物从电解液中析出。

通过这种方式，化合物被分解成元素或离子。

三、电化学反应电化学反应是指在电解过程中，正极和负极之间发生的氧化还原反应。

电化学反应在很多领域都有应用，例如电解铜(II)硫酸溶液制备铜、电解水制氢气等。

1. 电导性电导性是物质导电能力的量度，它取决于物质中的离子浓度和离子迁移速率。

具有良好电导性的物质称为电解质，反之称为非电解质。

2. 电导率电导率是指单位长度内的电流通过导体时所遇到的阻力。

常用的导体材料有金属、石墨等，它们的电导率非常高。

3. 电极电极是电化学反应中的两极，其中负极称为阴极，正极称为阳极。

新教材适用·高考化学第二节原电池__化学电源明考纲要求理主干脉络1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。

2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。

一、原电池1．概念把化学能转化为电能的装置。

2．构成条件(1)有两上活动性不同的电极(常见为金属或石墨)。

(2)具有电解质溶液。

(3)两电极间形成闭合回路。

3．工作原理如图是两种Cu­Zn原电池示意图，请填空：(1)电极：负极为Zn，正极为Cu。

(2)电极反应；负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu。

(3)电子移动方向和电流方向：电子从负极流出经外电路流入正极；电流从正极流出经外电路流入负极。

(4)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。

(5)两种装置的比较：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能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供阴阳离子定向移动的通路，导电。

二、化学电源1．一次电池——碱性锌锰干电池负极材料：Zn电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极材料：碳棒电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)22．二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时的反应：①负极：Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)②正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。

(2)充电时的反应：①阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)②阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)。

③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。

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。

原电池 化学电源【学习目标】1. 理解原电池的工作原理2. 电极反应式的书写及电化学计算3. 化学电源的工作原理及分析 ◆感知高考1．[2020·新课标Ⅲ]一种高性能的碱性硼化钒（VB 2）—空气电池如下图所示，其中在VB 2电极发生反应：32442VB 16OH 11e VO 2B(OH)4H O ----+-=++该电池工作时，下列说法错误的是A ．负载通过0.04 mol 电子时，有0.224 L （标准状况）O 2参与反应B ．正极区溶液的pH 降低、负极区溶液的pH 升高C ．电池总反应为3222444VB 11O 20OH 6H O 8B(OH)4VO ---+++=+ D ．电流由复合碳电极经负载、VB 2电极、KOH 溶液回到复合碳电极 【答案】B【解析】正极的电极反应式为O 2+4e -+2H 2O=4OH -,因此正极区的pH 升高，由负极的电极反应式32442VB 16OH 11e VO 2B(OH)4H O----+-=++可知，反应消耗OH -，溶液的pH 降低，即负极区溶液的pH 降低，故B 不正确。

2. [2020·山东（新高考）10]微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。

现以NaCl 溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH 3COO -的溶液为例)。

下列说法错误的是A. 负极反应为 -+-322CH COO +2H O-8e =2CO +7H B. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C. 当电路中转移1mol 电子时，模拟海水理论上除盐58.5g D. 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1 【答案】B 【解析】A ．a 极为负极，CH 3COOˉ失电子被氧化成CO 2和H +，结合电荷守恒可得电极反应式为CH 3COOˉ+2H 2O-8eˉ=2CO 2↑+7H +，故A 正确；B ．为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a 极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b 极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B 错误；C ．当电路中转移1mol 电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa +移向正极，即除去1molNaCl ，质量为58.5g ，故C 正确；D ．b 极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H ++2eˉ=H 2↑，所以当转移8mol 电子时，正极产生4mol 气体，根据负极反应式可知负极产生2mol 气体，物质的量之比为4:2=2:1，故D 正确；故答案为B 。

原电池化学电源【考纲要求】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【基础知识回顾】一、原电池的概念和反应本质1、原电池的定义：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、组成原电池的条件(1)两个活泼性不同的电极：①其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼，如：金属与金属、金属与非金属、非金属与非金属②燃料电池中两极可同选石墨或铂(2)电解质溶液(溶液或者熔融)(3)电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路(两个半电池要用盐桥连接)(4)有自发进行的氧化还原反应4、规避原电池工作原理的4个失分点(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二、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池反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu电子流向由Zn沿导线流向Cu(电子由负极经导线流向正极)电流流向由Cu沿导线流向Zn(电流由正极经导线流向负极)离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极2、原电池中的三个方向(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3、两个装置的比较：装置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，易造成能量损耗；装置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，能避免能量损耗，且电流稳定，持续时间长。