高中一轮复习：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)。

====Co,总反应为
Cd(s)+Co2+(aq)====Co(s)+Cd2+(aq),A正确;乙中Co为负
极,电极反应为Co-2e-====Co2+,Ag电极为正极,电极反应为
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4
(2)电极均插入_电__解__质__溶__液__中。
(3)构成_________(两电极接触或用导线连接)。 闭合回路
(4)能自发地发生氧化还原反应。
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5
3.原电池的工作原理。 原电池的工作原理和电子流向可用下图表示:
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6
二、化学电源
以下分别是锂电池和空气电池,另外日常生活中要用到形形色 色的电池,但不论是哪种电池,其负极都发生_____反应,正极都 发生_____反应,总反应式为氧化还原反应。 氧化
2H2O(l)。
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10
(2)充电时的反应。
①阴极反应：_P _b _S _O _4 _ _s __ _2 _e _ _ _ _ _ _P _b _ _s _ _ _S _O _4 2 _ _( a _q _) __；
②阳极反应：______________________________________
还原
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7
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:
Zn+2OH--2e-====Zn(OH)2
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2.二次电池(以铅蓄电池为例)。
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(1)放电时的反应。
①负极反应：_P _b _ _s _ __S _O _2 4 _ _a _q _ _ _2 _e _ _ _ _ _ _P __b S _O __4 _( s _) ______；

[解析] A．Cu 作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池 工作过程中，SO24－不参加电极反应，故甲池的 c(SO24－)基本不 变，错误；C.电池工作时，甲池反应为 Zn－2e－===Zn2＋，乙 池反应为 Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中 Zn2＋会通过阳离子交换膜 进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池 中每有 64gCu 析出，则进入乙池的 Zn2＋为 65g，溶液总质量略 有增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交 换膜，错误。 [答案] C
题组二 带盐桥的原电池 3．(2018·广东粤西四校联考)锌铜原电池(如图)工作时，下列叙 述正确的是( )
A．一段时间后，铜棒上有红色物质析出 B．正极反应为 Zn－2e－===Zn2＋ C．在外电路中，电流从负极流向正极 D．盐桥中的 K＋移向 ZnSO4 溶液 解析：选 A。Cu 为正极，电极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu，铜棒 上有红色物质析出，A 项正确，B 项错误；在外电路中，电流 从正极流向负极，C 项错误；CuSO4 溶液中 c(Cu2＋)降低，正 电荷减少，故盐桥中的 K＋移向 CuSO4 溶液，D 项错误。
第六章 化学反应与能量
第二讲 原电池 化学电源
第六章 化学反应与能量
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。
原电池及其工作原理
[知识梳理] 1．定义 原电池是把__化__学__能转化为__电__能的装置。 2．工作原理 以锌铜原电池为例：
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
2．(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( )

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。

② 银 电 极 为 电 池 的 __正____ 极 ， 其 电 极 反 应 式 为 __A_g_＋_＋__e_－__=_=_=_A_g_______。
③盐桥中的NO移向___C__u_(_N_O__3)_2__溶液。
第六章 化学反应与能量
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微考点1 原电池的构成及工作原理 1．(2024·河北衡水高三检测)如图所示为锌铜原电池。下列叙述正
第六章 化学反应与能量
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[解析] 该双液电池Fe为负极，失去电子，石墨为正极，得到电 子；盐桥中的阳离子K＋朝正极移动，移向FeCl3溶液。Fe为负极，石墨 为正极，电池负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；原电池中阳离子 移向正极，石墨电极为正极，故盐桥中K＋移向FeCl3溶液，故B错误；当 有6.02×1023个电子转移时，根据电池负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，Fe 电极减少28 g，故C错误；据分析，根据电荷守恒可得，电池总反应为 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故D正确。
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4．原电池中的三个移动方向
电子方向 电流方向
离子迁移方向
从__负____极流出沿导线流入___正___极 从__正____极沿导线流向___负___极 电解质溶液中，阴离子向__负____极迁移，阳离子 向___正___极迁移
第六章 化学反应与能量
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(11)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。( × )
[提示] 阳离子向正极移动，阴离子移向负极。 (12)某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐 桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液。( × ) [提示] 琼脂中的Cl－会进入AgNO3溶液和Ag＋反应。

(2)充电时的反应 阴极反应：P__b_S_O_4_＋__2_e_－_=_=_=_P__b_＋__S_O_24_－_________； 阳极反应：P_b_S_O__4_＋__2_H_2_O_－__2_e_－_=_=_=__P_b_O__2＋__4_H__＋_＋__S_O_24_－_；
总反应：2PbSO4＋2H2O==通=电==Pb＋PbO2＋2H2SO4。
题组一 原电池的 组成及其工作原理
1．在D 如图所示的8 个装置中，属于原电 池的是( )
A．①④ B．③④⑤ C．④⑧ D．②④⑥⑦
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中两电极材料相同且无闭合回 路，故①③⑤⑧不能构成原电池。
2．(2019·湖北荆州一模)实验发现，298 K 时立， 即在被还Fe原Cl成3酸F性e2溶＋。液B某中夏加令少营量兴锌趣粒小后组，根Fe据3＋该 实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有 关说法正确的是( )
3．工作原理 以铜锌原电池为例
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 离子迁 移方向 电池反应 方程式
负极
正极
____锌______片
___铜_______片
___Z_n_－__2_e_－_=_=__=_Z_n_2_＋____
__C_u__2＋__＋__2_e_－_=_=_=_C__u___
(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电
池如图所示(盐桥Cu 为盛有KNO3琼Ag脂NO3的U形管)。
请回答下列问正题：
Ag＋＋e－===Ag
(1)电极X的材Cu(料NO是3)2 __________；电解质溶
液Y是__________(填化学式)。