高三一轮复习：原电池原理及其应用

原电池的原理及其应用原电池的原理原电池，也被称为原始电池或伏塔电池，是一种用于产生直流电的化学电池。

它是由两种不同金属和一个电解质溶液组成的。

原电池的原理是基于化学反应，通过这种反应将化学能转化为电能。

在原电池中，金属被用作电极。

其中一种金属被称为阳极，另一种金属被称为阴极。

两种金属通过电解质溶液连接起来。

当金属和电解质溶液接触时，就会发生化学反应。

这种化学反应导致了金属中的电子转移到电解质中，并在两种金属之间形成了电势差。

金属和电解质溶液之间的电势差也被称为电动势。

它是电池的驱动力，驱动电子流从负极（阴极）流向正极（阳极），从而产生电流。

这种电流可以被连接到电路中的设备来提供电能。

原电池的应用原电池的应用非常广泛。

以下是一些常见的应用领域：1. 便携式电子设备原电池常被用于便携式电子设备，如手提式收音机、闹钟、计算器等。

这些设备通常只需要低功率的电能供应，而原电池能够提供这种需求。

2. 汽车电池汽车电池是一种特殊类型的原电池，用于为汽车提供电力。

它是通过将多个原电池连接在一起形成的更大的电池组。

汽车电池为发动机提供启动电流，并为车辆的电子设备供电，如车灯、音响系统等。

3. 不间断电源原电池还被广泛应用于不间断电源（UPS）系统中。

UPS系统是用于保护电脑、服务器等重要设备不受电网故障、断电等影响的装置。

当电网供电中断时，UPS系统会立即切换到电池供电，以保证设备正常工作并防止数据丢失。

4. 绿色能源储存随着可再生能源的普及，原电池也发挥着重要的作用。

它们可以用来存储太阳能和风能等可再生能源，以便在需要电力的时候使用。

原电池通过将可再生能源转化为电能并存储起来，为后续使用提供持久的、可靠的电力来源。

5. 医疗设备原电池在医疗设备中也起着关键作用。

许多植入式医疗设备，如心脏起搏器、听觉义齿等，都需要可靠的能源供应。

原电池可以提供长时间的持久电力，使这些设备能够正常运行。

总结原电池是一种利用化学反应将化学能转化为电能的电池。

回夺市安然阳光实验学校原电池原理及其应用(A卷)考测点导航1．理解原电池的原理（1）原电池的定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。

（2）构成条件:①活泼性不同的两电极②电解质溶液③具有闭合回路（3）工作原理（电子流向）较活泼的金属材料作为负极，失去电子，经外电路流向较不活泼金属，再经电解质溶液回到负极，构成闭合回路，电流反向流动（3）正、负极判断：负极：电子流出的电极，为较活泼金属电极，发生氧化反应正极：电子流入的电极，为较不活泼金属或非金属或金属氧化物，发生还原反应（4）电极反应电极反应本质现象负极 Zn－2e－=Zn2＋氧化反应溶解正极 2H＋+2e－=H2↑还原反应气泡总反应 Zn＋2＋= Zn2＋＋H2↑（5）用：①制各种电池；②判断反应速率；③判断金属的活泼性；④金属防护。

2．金属腐蚀与防护化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀电化腐蚀含义金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程得失电子金属直接将电子转移给由氧化性的物质活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质电流无电流产生由微弱的电流产生腐蚀现象金属单质较活泼金属事例金属与O2、Cl2等物质直接反应钢铁在潮湿的空气中倍腐蚀3．腐蚀的快慢的判断方法电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞有防腐措施的腐蚀；同一种金属：强电解质＞弱电解质＞非电解质。

典型题点击1．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。

试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为________；正极发生的反应为_________；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，则原电池总反应方程式为___________________________。

（本题考查学生书写电池电极反应的能力和利用信息处理问题的能力）2．氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。

高三化学一轮复习精品教辅第25讲：原电池原理及其应用【考纲要求】1.掌握判断某装置是否是原电池的方法。

2.会书写原电池电极反应式及总的化学反应方程式。

3. 会判断原电池工作时电解质溶液pH 的变化。

4. 会对新型原电池工作原理的分析。

5.了解金属的腐蚀和防护。

6. 掌声原电池的有关计算。

教与学方案一、原电池的工作原理1．定义：将化学能转化为电能的装置称为原电池2．形成条件（1）具有活动性不同的电极（2）具有电解质溶液（3）能与电解质发生氧化-还原反应 （4）具有（导线相连组成）闭合回路。

3．电极判断负极：失电子的电极（较活泼的金属）正极：得电子的电极（较不活泼的金属或非金属）4．电极反应负极：失电子——氧化反应 正极：得电子——还原反应5．能量转化：化学能转化为电能 （提供电流）外电路 电子移动方向：负极→正极； 电流方向：正极→负极二、化学电池1．锌锰干电池负极Zn +2OH － → Zn （OH ）2 +2e －正极2MnO 2（S ）+ H 2O （l ）+ 2e －→ Mn 2O 3 + 2OH －电池反应为： Zn +2MnO 2 +H 2O == Zn （OH ）2 + Mn 2O 32．铅蓄电池负极：Pb-2e － +-24SO = PbSO 4正极： PbO 2 + 4H + + -24SO + 2e－ = PbSO 4 + 2H 2O电池反应PbO 2 + Pb + 2H 2SO 4 2PbSO 4 + 2H 2O3．氢氧燃料电池（以KOH 为电解质溶液）负极2H 2 + 4OH － → 4H 2O + 4e －正极 O 2 + 2H 2O + 4e － → 4OH －电池反应 2H 2 + O 2 == 2H 2O三、金属的腐蚀与防腐化学腐蚀：腐蚀过程中无电流产生 电化学腐蚀：腐蚀过程中有电流产生2．钢铁腐蚀的电化学原理（1）析氢腐蚀（酸性较强环境中）负极：Fe → Fe 2+ + 2e －正极：2H + + 2e － → H 2↑电池反应为 Fe + 2H + == Fe 2+ + H 2↑（2）吸氧腐蚀（中性或酸性很弱环境中）放电 充电 1．金属腐蚀分类负极： Fe → Fe2+ + 2e－正极：2H2O + O2 + 4e—→ 4OH－电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2O == Fe（OH）23．金属的保护（1）在金属表面覆盖保护层（如油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶、电镀、钝化等）（2）电化学保护法（3）改变金属的内部组织结构四、方法突破（一）原电池的判定1．先分析有无外接电源，有外接电源的是电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是四看：（1）看电极——两极为导体且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极）（2）看溶液——两极插在溶液中（3）看回路——形成闭合回路或两极直接接触（4）看本质——有无氧化还原发生2．多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看作电解池（二）原电池正、负极的确定1．由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的金属为负极，一般地，负极材料与电解质溶液要能发生反应。

第16讲原电池【学科核心素养】变化观念与平衡思想：认识原电池反应的本质是自发的氧化还原反应；能多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转换。

证据推理与模型认知：能利用典型的原电池装置，分析原电池原理，建立解答原电池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。

科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与原电池有关的社会热点问题做出正确的价值判断与分析。

【核心素养发展目标】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。

【知识点解读】知识点一原电池的工作原理及应用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.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；①两电极直接或间接接触；①两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(2)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。

①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）单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比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)。

(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①首先将氧化还原反应分成两个半反应。

①根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。

知识点二常见化学电源及工作原理一、一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用1.碱性锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

第17讲原电池及其应用一、单项选择题1. 用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂 -KNO3的U形管)构成一个原电池。

以下有关该原电池的叙述正确的是( )①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为Ag++e-Ag ③试验过程中取出盐桥,原电池仍接着工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A. ①②B. ②③C. ②④D. ③④2. (2024·湖北沙市中学)一般水泥在固化过程中自由水分子削减并产生Ca(OH)2,溶液呈碱性。

依据这一物理化学特点,科学家独创了电动势法测水泥初凝时间。

此法的原理如下图所示,反应的总方程式为2Cu+Ag2O Cu2O+2Ag,下列有关说法正确的是 ( )A. 装置中电流方向由Cu经导线到Ag2OB. 测量原理示意图中,Ag2O为负极C. 负极的电极反应式:2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2OD. 电池工作时,OH-向正极移动3. (2024·广州一模)Al-Ag2O电池用作水下动力电源,其原理如下图所示。

电池工作时,下列说法错误的是 ( )A. 电子由Al电极通过外电路流向Ag2O/Ag电极B. 电池负极旁边溶液pH上升C. 正极反应式:Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-D. 负极会发生副反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑4. (2024·全国Ⅱ卷)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-AgC. 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↑5. (2024·河南濮阳二模)氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如下图所示。

下列有关该电池的说法正确的是( )A. 电池工作时,熔融碳酸盐只起到导电的作用B. 负极反应式为H2-2e-+C O32-CO2+H2OC. 该电池可利用工厂中排出的CO2,削减温室气体的排放D. 电池工作时,外电路中流过0.2 mol电子,消耗3.2 g O26. (2024·河北邢台模拟)通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池可以将废水中的氯苯转化为苯而除去,其原理如下图所示。

回夺市安然阳光实验学校第2讲 原电池原理及其应用随堂演练巩固1.(2012安徽黄山高三七校联考)根据右图,判断下列说法中错误的是( ) A.石墨电极为正极,Ag 电极为负极B.负极电极反应式:3Fe e +-+2Fe +C.盐桥中阴离子移向3AgNO 溶液D.总反应为:3Fe Ag ++ 2Fe + + Ag+【解析】 根据图中电子的流向,可知Ag 电极失电子为负极,则石墨电极为正极;负极的电极反应式:Ag e --Ag + ;由原电池的工作原理可知:电池工作时,电解质溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以盐桥中阴离子向负极移动,总反应为:3Fe Ag ++ 2Fe Ag +++。

【答案】 B2.关于下列各装置图的叙述中,不正确的是( )A.用装置①精炼铜,则a 极为粗铜,电解质溶液为4CuSO 溶液B.装置②的总反应是:32Cu Fe ++222Cu Fe +++C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀【解析】 电流的方向是正极通过外电路到负极,故①中a 为阳极,电解精炼铜时,粗铜作阳极,A 项正确;铁比铜活泼,②中铁作负极,发生失电子的氧化反应:2Fe e --2Fe +,铜作正极3Fe +,在正极得电子,②中总反应为:32Fe Fe ++23Fe B +,项错误;C 项为外接电源的阴极保护,被保护的金属与电源负极相连作阴极,C 项正确;装置④中铜和铁虽然相连接,但所处环境非常干燥,很难形成原电池,金属不易被腐蚀,D 项正确。

【答案】 B3.一种光化学电池的结构如图所示,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl),〔Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面〕,接着()Cl AgCl e-+()Cl aq -,若将光源移除,电池会立即回复至初始状态。

下列说法正确的是( )A.光照时,电流由Y 流向XB.光照时,Pt 电极发生的反应为:2Cl - 2e -+2Cl ↑C.光照时Cl -,向Ag电极移动D.光照时,电池总反应为:AgCl(s)()Cu aq ++2()()()Ag s Cu aq Cl aq +-++【解析】 由题意,光照时,Cl 原子在Ag极得到电子形成Cl Cl --,由Ag极向Pt 极迁移,电子来源于Pt 极上的Cu +失去的电子,经导线流入Ag 极,光照时电流的方向与电子的流向相反,综上分析,A 、B 、C 错误,只有D 项正确。

专题十化学反应与电能考点一原电池原理及其应用1.(2022广东,16,4分)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。

充电时电极a的反应为:NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3下列说法正确的是()A.充电时电极b是阴极B.放电时NaCl溶液的pH减小C.放电时NaCl溶液的浓度增大D.每生成1mol Cl2,电极a质量理论上增加23g答案C由充电时电极a的反应可知,电极a发生还原反应,为阴极,电极b为阳极,A项错误;充电时电极b的反应为2Cl--2e-Cl2,放电时的总反应为Cl2+Na3Ti2(PO4)3NaTi2(PO4)3+2NaCl,NaCl溶液的浓度增大,NaCl溶液呈中性,故放电时NaCl溶液的pH不变,B项错误、C项正确;每生成1mol Cl2,转移2mol e-,结合充电时电极a的反应,可知会有2mol Na+结合到电极a上,使电极a质量理论上增加46g,D项错误。

疑点突破在做电化学试题时,首先从题中信息确定放电时的正、负极和充电时的阴、阳极,结合电极反应式确定反应前后电解质溶液浓度的变化情况。

理论上,电极反应转移电子的物质的量与溶液中某种特定离子定向移动转移的电荷的物质的量是相同的。

2.(2022湖南,8,3分)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水电池构造示意图如下。

下列说法错误的是()A.海水起电解质溶液作用B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e-2OH-+H2↑C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D.该锂—海水电池属于一次电池答案B锂为活泼金属,作负极;N极为正极,可能发生电极反应O2+2H2O+4e-4OH-,故B错误。

3.(2022全国甲,10,6分)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)42−存在]。

电池放电时,下列叙述错误的是()A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B.Ⅰ区的S O42−通过隔膜向Ⅱ区迁移C.MnO2电极反应:MnO2+4H++2e-Mn2++2H2OD.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+Zn(OH)42−+Mn2++2H2O答案A根据题图可知Zn为负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-Zn(OH)42−,MnO2为正极,电极反应为MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O。

第36讲化学能转化为电能——电池[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。

考点一原电池工作原理及应用1．概念原电池是把化学能转化为电能的装置。

2．构成条件反应能发生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溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合回路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)装置变迁(2)电极反应负极：Zn －2e －===Zn 2＋，氧化反应。

正极：Cu 2＋＋2e －===Cu ，还原反应。

总反应：Zn ＋Cu 2＋===Cu ＋Zn 2＋。

(3)盐桥的组成和作用①盐桥中装有含KCl 饱和溶液的琼脂凝胶。

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。

4．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．盐桥是所有原电池构成的必要条件()2．原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正极()3．构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不同的金属()4．原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数()5．使用盐桥可以提高电池的效率()答案 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.√一、原电池的工作原理1．(2022·杭州模拟)实验a：将铜片、锌片和稀硫酸组成单液原电池，铜片、锌片表面均产生气泡。

实验b：将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，再与铜片、稀硫酸组成单液原电池，只有铜片表面产生气泡。