【最新】高中一轮复习：6.2原电池 化学电源PPT

3．(2015·天津卷改编)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。
(1)铜电极上发生________反应。 (2)电池工作一段时间后，甲池的 c(SO42－)________(填“变 大”“变小”或“不变”)。 (3)电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量________。 (4)________通过交换膜向正极移动，保持溶液中电荷平衡。
2．(1)观察如图四个装置，回答下列问题：
①装置 a 和 b 中铝电极上的电极反应式分别为___________ _______________、__________________________。
②装置 c 中产生气泡的电极为________(填“铁”或“铜”) 电 极 ， 装 置 d 中 铜 电 极 上 的 电 极 反 应 式 为 _________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。
3．在如图所示的 8 个装置中，属于原电池的是( )
A．①④ C．④⑧
B．③④⑤ D．②④⑥⑦
【提示】 D 【解析】 根据原电池的构成条件可知：①中只有一个电极， ③中两电极材料相同，⑤中酒精不是电解质，⑧中两电极材料相 同，故①③⑤⑧不能构成原电池。
易错点拨 规避原电池工作原理的 4 个易失分点 (1)只有放热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)无论在原电池还是在电解池中，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。

(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
电极反应 Zn－2e－===Zn2＋
铜片 Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型 氧化反应
还原反应
电子流向
答案：B
【归纳总结】
原电池的工作原理简图
注意 ①电子移动方向：从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶 液。 ②若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。 ③若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换 膜移向正极。
◆题组二 原电池原理的应用 3．[加快化学反应速率]等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同 时向a中滴入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其 中正确的是( )
CH4＋2O2===CO2＋2H2O (4)CH4－8e－＋4CO23－===5CO2＋2H2O 2O2＋8e－＋4CO2===4CO32－
CH4＋2O2===CO2＋2H2O
解题探究————————————————总结规律 提炼方法 ◆题组一 原电池的工作原理 1．[2020·武汉调研]下列装置为某实验小组设计的Cu－Zn原电池，下列说法错误 的是( )
2放电时——原电池 负极反应：Pb(s)＋SO24－(aq)－2e－===PbSO4(s)； 正极反应：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO24－(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。 (2)充电时——电解池 阴极反应：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO24－(aq)； 阳极反应：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO24－(aq)。

②碱性介质:O2+2H2O+4e-===4OH-。
(3)电池总反应式的书写
依据得失电子守恒配平两极反应式,然后将两极反应式相加可得电池总反
应式。
对点训练
1.2022年北京冬奥会赛区内使用了氢燃料清洁能源车辆。某氢氧燃料电
池工作示意图如下。下列说法不正确的是(
A.电极a为电池的负极
B.电极b表面反应为:O2+4e-+2H2O===4OH-
2.依据化学反应设计原电池(选用相同的盐桥)时,下列各项中合理的是
(
)
选项
A
B
C
D
正极(金属/电解质溶液)
Zn/ZnSO4溶液
Fe/FeCl2溶液
Zn/稀硫酸
Fe/ZnSO4溶液
负极(金属/电解质溶液)
Fe/稀硫酸
Zn/ZnSO4溶液
Fe/FeCl2溶液
Zn/FeCl2溶液
答案 B
解析 原电池中,负极金属的活动性一般强于正极金属,Zn比Fe的活动性强,
放电量分别为
32
g
g·mo l -1
×6、
32
g
g·mo l -1
×4、
60
g
g·mo l -1
×16,通过比较可知
(CH3)2NNH2理论放电量最大,C正确;正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,
消耗1 mol O2时电路中通过4 mol电子,N2H4→N2~4e-,则负极消耗1 mol
形成原电池时Zn作负极,A、C均错误;使用盐桥形成原电池时,为得到稳定
的电流,正极、负极两个半电池中电解质溶液一般是含相应电极金属阳离
子的盐溶液,D错误,B正确。

第六章 化学反应与能量
化学系统复习用书
4．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。
(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) 【 答 案 】 (1)MnO2 ＋ e － ＋ H ＋ ===MnOOH Zn ＋ 2MnO2 ＋ 2H ＋ ===Zn2＋＋2MnOOH
电池总 反应式
2H2＋O2===2H2O
备注
燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导 电作用
第六章 化学反应与能量
(2)解答燃料电池题目的思维模型。
化学系统复习用书
第六章 化学反应与能量
化学系统复习用书
易错辨析
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1)燃料电池中通入燃料的一极为负极
又有一部分化学能转化成了 能转化成了电能，电流稳定，
热能，装置的温度会升高 且持续时间长
第六章 化学反应与能量
化学系统复习用书
(2)盐桥的组成和作用。 ①盐桥的组成：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。
A×5 min×60 s·min－1＝150 C，因此通过电子的物质的量 n(e－)＝QF＝

解析 答案
基础梳理
考点突破
-11-
例2(2016课标全国甲,11)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↑
应快。
-7-
基础梳理
考点突破
自主巩固
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)原电池可将化学能转化为电能,原电池需外接电源才能工作 ( ×) (2)NaOH溶液与稀硫酸反应是放热反应,此反应可以设计成原电 池( ×) (3)Fe+CuSO4==FeSO4+Cu的反应可以设计成原电池 ( √ ) (4)氧化还原反应2H2O 2H2↑+O2↑可以设计成原电池 ( × ) (5)同种条件下,带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流 持续时间长 ( √ ) (6)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极 ( √ ) (7)在原电池中,负极材料的活泼性一定比正极材料强 ( × )
-10-
基础梳理
考点突破
例1(2015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 ( )
关闭
原电A池.铜反电应极为上Z发n+生C氧uS化O4反应ZnSO4+Cu。Cu 电极作正极,Cu2+在正极得 电子B,.发电生池还工原作反一应段,A时项间错后误,甲;由池于的两c(半池)中减的小阴离子 SO42-不能透过半 透膜C,.故电池c(S工O作42-)一都段不变时,间B 后项,错乙误池;甲溶池液中的由总于质生量成增Z加n2+,而乙池中 Cu2D++.阴2e阳- 离C子u,分则别乙池通中过的交换Cu膜SO向4 部负分极变和为正极Zn移SO动4,导,保致持乙溶池液中中溶电液荷总关闭 C质平量衡变大,C 项正确;阴离子不能透过半透膜,D 项错误。

电子方向和电流方向 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 ①装置Ⅰ中还原剂 Zn 与氧化剂 Cu2＋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。 ②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。Zn 与氧化剂 Cu2＋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。 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。
答案 B
4．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 有关电池的叙述不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负电极
解析 锂离子电池可以充电，再次使用，属于二次电池，A 项正 确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向 铜，B 项错误；电池的实质即是化学能转化成电能，C 项正确；Zn 失 去电子生成 Zn2＋，作负极，D 项正确。
解析 (1)先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负 极区电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，I－失电子。(3)反应
达到平衡时，无电子流动，故无电流产生。(4)平衡后向 FeCl3 溶液中 加入少量 FeCl2 固体，平衡逆向移动，此时 FeCl2 溶液失电子，变成负 极。
知识要点速记
2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
步骤 1：确定得失 电子数目
步骤 2：确定对应 产物
步骤 3：配平电极 反应式
负极为 CH3OH－6e－ 正极为 O2＋4e－

3.工作原理 下图是Cu-Zn原电池示意图。
二、常见的化学电源
1.如图所示的装置中能够组成原电池的是 ( B )
2.如图是某同学设计的铜锌原电池装置,实验时,观察到滤纸上紫色小点 向A极移动。下列说法不正确的是 ( B )
A.A为Zn片,发生氧化反应
B.电子由B经导线流向A C.B电极反应式为2H++2e- H2↑ D.若将Cu片移出滤纸,锌片会继续溶解
重难突破
突破一 电极反应式的书写
1.一般电极反应式的书写
2.复杂电极反应式的书写 复杂电极反应式=总反应式-较简单一极的电极反应式 如CH4酸性燃料电池中,负极反应式书写步骤为: CH4+2O2 CO2+2H2O……总反应式 2O2+8H++8e- 4H2O……正极反应式 由“负极反应式=总反应式-正极反应式”得: CH4+2H2O-8e- CO2+8H+)+2H2SO4(aq) PbSO4(s) 2PbSO4(s)+2H2O(l)
+2H2O(l)
氢镍电池
负极:H2+2OH--2e- 2H2O 正极:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-
2NiOOH+H2 2Ni(OH)2
电池
电极反应式
氢氧燃料电池 (H2SO4作电解质)
1-2 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 ( B ) 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↑

定义
原电池是一种将化学能转化为电 能的装置，由两个电极、电解质 溶液和隔膜组成。
组成要素
正极、负极、电解质溶液、隔膜 和外壳等。
原电池工作原理及反应方程式
工作原理
原电池通过氧化还原反应将化学能转 化为电能。在原电池中，负极发生氧 化反应，正极发生还原反应，电子从 负极经外电路流向正极，形成电流。
反应方程式
化学电源根据工作原理分为一次电池 、二次电池和燃料电池。
化学电源主要由正极、负极、电解质 和隔膜组成。
一次电池通过一次性反应产生电能； 二次电池通过可逆反应反复充放电； 燃料电池通过燃料与氧化剂的反应产 生电能。
化学电源性能评价标准及方法
化学电源性能评价主要包括能 量密度、功率密度、使用寿命 、安全性和环保性等方面。
严格按照实验步骤进行操作，注意连 接电源和用电器的正确性，确保实验 结果的准确性。
注意电源极性
在使用化学电源时，要注意电源的极 性，确保正负极与用电器的要求相匹 配。
实验安全注意事项及应急处理措施
注意安全使用化学药品
在实验过程中，要注意安全使用化学药品，避免直接接触或吸入 有害物质。
遵守实验室规则
相对电动势E(相对)
非标准状态下测得的电动势
影响电动势的因素
温度、压力、电解质浓度、电极材料等
常见原电池电动势计算实例解析
01
02
03
氢氧燃料电池：E=0.4V
甲烷燃料电池：E=0.7V
锌锰干电池：E=1.5V
04
铅蓄电池：E=2.0V
04
化学电源工作原理及性能评价
化学电源工作原理简述
化学电源是通过化学反应将化学能转 化为电能的装置。
以锌-铜-稀硫酸原电池为例，负极： Zn - 2e^- = Zn^2+，正极：2H^+ + 2e^- = H2↑

(5)实验室制H2，用粗锌与稀H2SO4反应较快( √ ) 错因：______________________________________________。 (6)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率 高( √ ) 错因：______________________________________________。 (7)Mg—Al形成的原电池，Mg一定作负极( × ) 错因：_若_是__酸__性__介_质__M__g作__负__极__，_若__是__碱_性__介__质__A_l作__负__极__________。 (8)在Cu|CuSO4|Zn原电池中，正电荷定向移动的方向就是电流的方 向，所以Cu2＋向负极移动( × ) 错因：在__外__电_路__中__电__流_由__正__极_流__向__负__极_，__而__在_电__解__质__溶_液__中__，_阳__离___
到保护。这种பைடு நூலகம்属的保护方法称为__牺_牲__阳__极_的__阴__极__保_护__法__。
(5)用于探究反应实质 当某一氧化还原反应受到反应物中某种离子的影响时，可用电化学 装置确定该离子并探究该离子的影响效果。如探究HCl被MnO2氧化时 是Cl－还是H＋对反应产生的影响及影响效果。
实验
操作
现象
答案：B
解析：甲装置形成原电池，铜是正极，氢离子放电产生氢气，铜片表面有气泡 产生；乙装置不能构成原电池，锌与稀硫酸反应产生氢气，铜不反应，A错误； 两烧杯中溶液中的H＋均得到电子被还原为氢气，因此氢离子浓度都减小，B正确； 形成原电池时反应速率加快，则产生气泡的速率甲比乙快，C错误；金属性锌强 于铜，则甲中铜片是正极，锌片是负极，乙中没有形成闭合回路，不能形成原电 池，D错误。

第二节 原电池原理及其应用
Cu-Zn原电池原理示意图
e- G e-
-+
H2SO4
Zn
Cu
H2
2+
+
Zn
H
一、原电池的定义
化学能转化为电能的 装置。
二、原电池的实质
氧化还原反应中，还原剂失去的电 子经导体传递给氧化剂，使氧化还原反 应在两极上发生。
三、原电池的组成条件
1、电极材料：活动性不同的金属或金属 和其他导体。 2、两电极必须插入电解质溶液。 3、必须构成回路。
五、化学电源
Zn-Mn干电池
e-
+
e-

C棒
MnO2 、NH4Cl
C
Zn
氢氧燃料电池
A
2e -
2e -
氢气
H+ OH-
氧气
H+ OH-
H2O
负极
正极
六、电化腐蚀
钢铁的电化学腐蚀（一）
（吸氧腐蚀）
2+
Fe
O2 OH -
Fe 2e-
C
钢铁的电化学腐蚀（二）
（析氢腐蚀）
Fe2+ H + H2
Fe 2e-
3、Zn-Mn干电池
负极：Zn – 2e-
2+
= Zn
正极：2MnO2+2NH4+ +2e- = 2NH3 + H2O+Mn2O3
总反应式：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++2NH3 +H2O+Mn2O3
4、氢氧燃料电池 负极：2H2 – 4e- = 4H + 正极：O2 +4e- +2H2O = 4OH-

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板块一
板块二
板块三
高考一轮总复习 ·化学
总结提升
原电池的判断方法
(1)先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无
外接电源的可能为原电池。
(2)然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四
看”：
电极
活泼性不同的金属或非金属电极燃料电池 —的电极一般为惰性电极
↓
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板块三
高考一轮总复习 ·化学
高考一轮总复习 ·化学
题组一 判断金属的活动性强弱
1．有 A、B、C、D、E 五块金属片，进行如下实验： ①A、B 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，A 极为 负极；②C、D 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中， 电流由 D→导线→C；③A、C 相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，C 极产生大量气泡；④B、D 相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，D 极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含 B 离子和 E 离子的溶液，E 先析出。据此，判断五种金属的活 动性顺序是( )
高考一轮总复习 ·化学
第6章 化学反应与能量
第2节 原电池 化学电源
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高考一轮总复习 ·化学
明考纲 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．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
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高考一轮总复习 ·化学
析考情 纵观近几年的高考试题发现，高考主要围绕着原电池工 作原理及应用进行命题。考查原电池工作原理往往以新 型能源电池或燃料电池为载体，考查原电池正负极的判 断、电极反应的书写、电子或电流的方向及溶液 pH 的 变化等；原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学 腐蚀及解释某些化学现象等，主要以选择题、填空题形 式出现。