高考化学(热点题型全突破)专题9模块2热点题型一原电池基本原理(含解析)
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专题9 模块2 热点题型一 原电池基本原理
一、原电池：
1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件：①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
3、电子流向：外电路： 负 极——导线——正 极
内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应：以锌铜原电池为例：
负极： 氧化反应： Zn－2e＝Zn2＋ （较活泼金属）
正极： 还原反应： 2H＋＋2e＝H2↑ （较不活泼金属）
总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断：
原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维
定势。
①根据电极材料判断
负极——活泼性较强的金属
正极——活泼性较弱的金属或能导电的非金属
注：活泼金属不一定做负极，如Mg、Al在NaOH溶液中，Al做负极。
②根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子的定向移动方向判断
负极——电子流出极，电流流入极或阴离子定向移向极
正极——电子流入极，电流流出极或阳离子定向移向极
③根据两极发生的变化判断
负极——失去电子，化合价升高，发生氧化反应
正极——得到电子，化合价降低，发生还原反应
④根据反应现象判断
负极——会逐渐溶解，质量减小
正极———有气泡逸出或质量增加
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（2）电极反应式书写
原电池反应的基础是氧化还原反应，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，据此书写电极反应式的步骤
如下：
①确定原电池的正、负极，以及两电极上发生反应的物质。在原电池中，负极是还原性材料失去电子被氧
化，发生氧化反应。正极反应要分析电极材料的性质：若电极材料是强氧化性材料，则是电极材料得电子
被还原，发生还原反应；若电极材料是惰性的，再考虑电解质溶液中的阳离子是否能与负极材料反应。能
发生反应则是溶液中的阳离子得电子，发生还原反应；若不能与负极材料反应，则考虑空气中的氧气，氧
气得电子，发生还原反应。
②弱电解质、气体或难溶解物均以化学式表示，其余以离子符号表示，保证电荷守恒，质量守恒及正、负
极得失电子数相等的规律，一般用“=”而不用“”。
③正负极反应式相加得到原电池总反应式，通常将总反应式减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写
出的电极反应式。
典例一、
【考点定位】考查原电池基本原理和溶液中离子浓度变化。
【2016上海卷】8．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴
表示
A．铜棒的质量 B．c(Zn2+)
C．c(H+) D．c(SO42-)
【答案】C
C．由于反应不断消耗H+，所以溶液的c(H+)逐渐降低，正确；D．SO42-不参加反应，其浓度不变，错误。
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【名师点评】原电池原理无论在工业生产、日常生活和科学研究领域都有着重要用途，尤其在金属的腐蚀
与防护、新能源的开发和利用等方面有着不可替代的作用，因此也是历年高考必考知识点之一。无论题型
如何变化，如果把握原电池的工作原理、电极反应式和电池总反应方程式，问题都会迎刃而解。在原电池
中，一般活泼金属作负极、失去电子、发生氧化反应（金属被氧化）、逐渐溶解（或质量减轻）；不活泼金
属（或导电的非金属）作正极、发生还原反应、有金属析出（质量增加）或有气体放出；电子从负极流出
经过外电路流回正极，电流方向正好相反；溶液中离子浓度变化及移动方向由电极反应决定。
典例二、
【考点定位】本题主要考查了原电池的反应原理，涉及反应类型、离子浓度的变化、电极的判断、离子的
移动方向的判断等
【2015天津卷】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(SO42－)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
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典例三、
【考点定位】本题考查金属的腐蚀、溶度积的应用、氧化还原反应理论的应用，电极反应式的书写。
【2015海南卷】15．（9分）银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等
领域亦有广泛应用。回答下列问题。
（1）久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是 。
（2）已知Ksp(AgCl)=1．8×10-10,若向50mL0．018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0．020mol·L-1的
盐酸，混合后溶液中的Ag+的浓度为 mol·L-1，pH为 。
（3）AgNO3溶液光照易分解，生成Ag和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为 。
（4）右图所示原电池正极的反应式为 。
【答案】
（1）Ag与空气中氧及含硫化合物反应生成黑色硫化银；
（2）1.8×10-7mol/L；2
（3）2AgNO3=======光照 Ag+2NO2 ↑+O2 ↑
（4）Ag++e-=Ag
【解析】
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知识升华一、
【考点定位】本题属于实验题，考查知识点覆盖范围较广，包括元素周期表和元素周期律、核外电子排布、
晶体类型、原电池原理等知识，难度也由简入难。
【2015安徽卷】25．（14分）C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
（1）Si位于元素周期表第____周期第_____族。
（2）N的基态原子核外电子排布式为_____；Cu的基态原子最外层有___个电子。
（3）用“>”或“<”填空：
原子半径 电负性 熔点 沸点
Al_____Si N____O 金刚石_____晶体硅 CH4____SiH4
（4）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强
度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。
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0-t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_____,溶液中的H+向___极移动，t1
时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是______。
【答案】
（1）三 IVA ，（2）1s22s22p3，1个（3）>，<，>，<（4）2H+ + NO3-+e-=NO2 ↑+ H2O，正，Al在浓硝
酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步反应
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类别
性质
原电池 电解池 电镀池
定义 (装置特点) 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属
表面镀上一侧层其他金属
反应特征 自发反应 非自发反应 非自发反应
装置特征 无电源，两级材料不同 有电源，两级材料可同可不同 有电源
形成条件 活动性不同的两极 电解质溶液 形成闭合回路 两电极连接直流电源 两电极插入电解质溶液
形成闭合回路
① 镀层金属接电源正极，
待镀金属接负极；
②电镀液必须含有镀层金
属的离子
电极名称 负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（能导电非金属） 阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连 名称同电解，但有限制条件 阳极：必须是镀层金属
阴极：镀件
电极反应 负极：氧化反应，金属失去电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子（吸氧腐蚀） 阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失去电子，或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得到电子 阳极：金属电极失去电子 阴极：电镀液中阳离子得到
电子
电子流向 负极→正极 电源负极→阴极 电源正极→阳极 同电解池
溶液中带电粒子的移动 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 阳离子向阴极移动
阴离子向阳极移动
同电解池
联系 在两极上都发生氧化反应和还原反应
