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专题7.2 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）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沿导线流向Cu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2016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 【答案】C【考点定位】考查原电池原理及应用【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、电极反应类型判断、电极反应方程式的书写等知识，本题主要考查原电池原理，关键是理解并掌握原电池相关概念，包括电极的判断、电极反应的判断、离子的移动等，特别需要注意的是交换膜和盐桥的作用，如本题中的阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，阴离子不能通过阳离子交换膜，需要理解并掌握。
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。
学习资料原电池化学电源基础巩固1。
（2020江苏泰州二模)下列说法错误的是( )A。
铜丝缠在石墨棒上插入稀硝酸，可加快NO生成速率B。
双液原电池中,可用浸有CCl4的滤纸作盐桥C.K2FeO4可用作碱性Zn-K2FeO4电池的正极材料D。
生铁发生吸氧腐蚀时的腐蚀速率与O2的浓度有关2.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样的电池的发明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.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B。
氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氧气在正极被还原D。
太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅3。
有关如图所示的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.正极的电极反应是Ag++e-AgC.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4.甲醇、氧气和强碱溶液作为电解质溶液的手机电池中的反应为2CH3OH+3O2+4OH-2C O32-+6H2O.有关说法正确的是（)A。
放电时，CH3OH参与反应的电极为正极B.放电时，负极电极反应：CH3OH+8OH——6e—C O32-+6H2OC。
标准状况下,通入11。
2 L O2完全反应有1 mol电子转移D。
充电时电解质溶液的pH逐渐减小5。
（2020辽宁锦州模拟）肼(N2H4）暴露在空气中容易爆炸,但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，该燃料电池具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示.下列叙述正确的是（）A.电池工作时,正极附近的pH降低B.当消耗1 mol O2时,有2 mol Na+由甲槽向乙槽迁移C。
负极反应为4OH-+N2H4—4e-N2↑+4H2OD。
若去掉阳离子交换膜,电池也能正常工作6.(2020山东济宁三模)中国科学院深圳研究院成功研发出一种基于二硫化钼/碳纳米复合材料的钠型双离子电池,可充放电。
原电池化学电源[考纲要求]1.理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式2.了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
考点一原电池及其工作原理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．工作原理以铜锌原电池为例(1)反应原理电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型电子流向由Zn沿导线流向Cu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。
深度思考判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(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)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( )题组一原电池工作原理的考查1．下面装置中，能构成原电池的是________(填序号)。
2．有关电化学知识的描述正确的是( )A．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B．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C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池规避原电池工作原理的4个失分点1．原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。
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11小题，每小题5分，共55分。
1．食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水。
下列分析不正确的是( )A．“双吸剂”中的生石灰有吸水作用B．“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应C．吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极D．炭粉上发生的反应为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O答案：D解析：铁粉、炭粉、O2与电解质氯化钠构成原电池，B、C选项正确；中性溶液中反应物中不能含有H＋或OH－，但生成物中可含有H＋或OH－，D选项错误。
2．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。
下列有关描述错误的是( )A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀答案：B解析：Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe是负极：Fe－2e－===Fe2＋，C是正极，在a 中发生吸氧腐蚀，a中压强减小，b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高右低，故选B。
本题考查钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
3．如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是( )A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C．铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案：C解析：铅蓄电池负极反应为Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4，通过2 mol电子时，质量增加96 g。
4．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，则有关此电池推断正确的是( )A．通入乙烷的电极为正极B．参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度减少D．负极反应式为C2H6＋6H2O－14e－===2CO2－3＋18H＋答案：C解析：乙烷燃烧的化学方程式为2C2H6＋7O2―→4CO2＋6H2O，在该反应中氧气得电子，乙烷失电子，因此通入氧气的电极为正极，而通入乙烷的电极为负极，故A答案错误；反应中参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比应为2∶7，故B答案错误；考虑到该电池是以KOH 为电解质溶液的，生成的CO2会和KOH反应转化成K2CO3，反应中消耗KOH，KOH的物质的量浓度减少，故C答案正确；由于该电池是以KOH溶液为电解液的，D答案中负极生成的H＋显然在溶液中是不能存在的，故D答案错误。
第九章电化学基础第一节原电池、化学电源一、原电池1、定义：把化学能转化为电能的装置2．实质：一个能自发进行的氧化还原反应。
3.原电池的形成条件构成前提：两个电极中至少有一个可以和电解质溶液自发地发生氧化还原反应（1）活动性不同的金属（其中一种可以为非金属，即作导体用）作电极。
（2）两电极插入电解质溶液中。
（3）形成闭合回路。
（两电极外线用导线连接，可以接用电器。
）4．原理：ⅠⅡ5.两种装置的比较装置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离子迁移通路，导电。
二、常见的化学电源1.一次电池（碱性锌锰干电池）[:]反应原理：负极： Zn Zn + 2OH- - 2e- ==== Zn(OH)2正极： MnO2 2MnO2+2H2O+2e-====2MnOOH+2OH-总反应式：Zn+ 2MnO2+2H2O==== 2MnOOH+ Zn(OH)22.二次电池（可充电电池）铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程（1）正负极材料正极：PbO2负极：Pb 电解质：H2SO4溶液（2）放电过程负极：Pb(s)+SO42- (aq)-2e-====PbSO4(s) 氧化反应正极：PbO 2(s)+4H +(aq)+SO 42- (aq)+2e -====PbSO 4(s)+2H 2O(l) 还原反应 放电过程总反应： Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4====2PbSO 4(s)+2H 2O （l ）铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 （3）充电过程阴极：PbSO 4 (s) +2e - ====Pb(s) + SO 42-(aq)还原反应 接电源负极阳极： 2PbSO 4 (s)+2H 2O -2e - ==== PbO 2(s) + 4H ++ 2SO 42-(aq)接电源正极 氧化反应充电过程总反应：2PbSO 4(s)+2H 2O(l)====Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO 2+2H 2SO 4放电充电2PbSO 4+2H 2O3.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。
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 化学电源原电池1．概念：把化学能转化为电能的装置。
23.构成条件常见的化学电源1．一次电池(以碱性锌锰电池为例)总反应为Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnOOH ＋Zn(OH)2。
负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。
2．二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)3．燃料电池1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)原电池是将化学能转化为电能的装置( )(2)任何氧化还原反应均可设计成原电池( )(3)原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应( )(4)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动( )(5)盐桥中的阳离子向正极移动( )(6)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧( )【答案】(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×2．(1)下列装置可以形成原电池的是________，并写出形成原电池的电极材料及电极反应式：正极：___________；负极：________________。
(2)根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
要求：①画出此原电池的装置图，装置采用烧杯和盐桥。
②注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。
【答案】(1)B 银片：2Ag＋＋2e－===2Ag 铜片：Cu－2e－===Cu2＋(2)3．LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2。
电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
请回答下列问题：(1)电池的负极材料为____________，该极的电极反应为______________。
(2)电池正极发生的电极反应为___________________________________。
【考情解读】1.了解原电池的工作原理。
2.能写出电极反应式和电池反应方程式。
3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
【重点知识梳理】一、原电池的工作原理及其应用1．原电池的概念：将化学能转化为电能的装置。
2．原电池的构成条件：(1)能自发地发生氧化还原反应。
(2)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。
①负极：活泼性较强的金属。
②正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属。
(3)电极均插入电解质溶液中。
(4)构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。
3．工作原理以锌铜原电池为例4(1)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增大。
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。
(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)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。
如：根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2二、化学电源1．一次电池(碱性锌锰干电池)。
碱性锌锰干电池的工作原理如图：2．二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时的反应①负极反应：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4；②正极反应：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O；③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
(2)充电时的反应①阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4；②阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4；③总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。
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。
【高频考点突破】考点一原电池的工作原理及其应用例1．下列有关原电池的判断中正确的是()。
