原电池知识点总结和随堂练习及答案精讲.docx
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原电池知识点总结和随堂练习及答案精讲
课程辅导教案
学生姓名
科目
化学
年级
高二
教师姓名
上课日期
2016年月日
上课时间
点到点
教学课题
原电池
教学目标
熟悉和掌握原电池的基础知识点
教学重难点
有关计算题
教学过程：
原电池：
1、概念：
将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④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应
原电池的工作原理：
通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。
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。
电流方向：
正极—→导线—→负极
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）较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，电极反应式：
较活泼金属－ne－＝金属阳离子负极现象：
负极溶解，负极质量减少。
正极：
还原反应：
2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应，电极反应式：
溶液中阳离子＋ne－＝单质，正极的现象：
一般有气体放出或正极质量增加。
总反应式：
Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断：
（1）从电极材料：
一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）从电子的流动方向负极流入正极
（3）从电流方向正极流入负极
（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极
（5）根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极
6、原电池电极反应的书写方法：
（
）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。
因此书写电极反应的方法归纳如下：
①写出总反应方程式。
②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。
（
）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
7、原电池的应用：
①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
③设计原电池。
④金属的腐蚀。
化学电池：
1、电池的分类：
化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池：
借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类：
一次电池、二次电池、燃料电池
一次电池
1、常见一次电池：
碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
二次电池
1、二次电池：
放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应：
铅蓄电池
放电：
负极（铅）：
Pb＋
－2e＝PbSO4↓
正极（氧化铅）：
PbO2＋4H+＋
＋2e＝PbSO4↓＋2H2O
充电：
阴极：
PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋
阳极：
PbSO4＋2e＝Pb＋
两式可以写成一个可逆反应：
PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O
3\目前已开发出新型蓄电池：
银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
三、燃料电池
1、燃料电池：
是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应：
一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。
，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。
当电解质溶液呈酸性时：
负极：
2H2－4e=4H+正极：
Ｏ2＋4e＋4H+=2H2O
当电解质溶液呈碱性时：
负极：
2H2＋4OH－4e＝4H2O正极：
Ｏ2＋2H2O＋4e＝4OH
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷（燃料）和氧气（氧化剂）。
电极反应式为：
负极：
CH4＋10OH－＋8e－-＝7H2O；
正极：
4H2O＋2O2＋8e--＝8OH--。
电池总反应式为：
CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O
3、燃料电池的优点：
能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
四、废弃电池的处理：
回收利用
五、金属的电化学腐蚀
（1）金属腐蚀内容：
（2）金属腐蚀的本质：
都是金属原子失去电子而被氧化的过程
（3）金属腐蚀的分类：
化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀—不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。
比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
化学腐蚀与电化腐蚀的比较
电化腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金与电解质溶液接触
金属与非电解质直接接触
现象
有微弱的电流产生
无电流产生
本质
较活泼的金属被氧化的过程
金属被氧化的过程
关系
化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更加普遍，危害更严重
（4）、电化学腐蚀的分类：
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件：
潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）
②电极反应：
负极:
Fe–2e-=Fe2+
正极:
2H++2e-=H2↑
总式：
Fe+2H+=Fe2++H2↑
吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气
①条件：
中性或弱酸性溶液
②电极反应：
负极:
2Fe–4e-=2Fe2+
正极:
O2+4e-+2H2O=4OH-
总式：
2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2
离子方程式：
Fe2++2OH-=Fe（OH）2
生成的Fe（OH）2被空气中的O2氧化，生成Fe（OH）3，Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3
Fe（OH）3脱去一部分水就生成Fe2O3·xH2O（铁锈主要成分）
规律总结：
金属腐蚀快慢的规律：
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲负极的正极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀
金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
（1）、牺牲阳极的阴极保护法
原理：
原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化
应用：
在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备
负极：
锌块被腐蚀；正极：
钢铁设备被保护
（2）、外加电流的阴极保护法
原理：
通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀
应用：
把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。
通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构：
把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开：
电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
[基础过关]
一、原电池工作原理的应用
1．关于右图装置的叙述，正确的是（ ）
A．铜是负极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2
2．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中
电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是（ ）
A．外电路的电流方向为X→外电路→Y
B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y
3．如图所示装置中，可观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由
此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ）
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
锌
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
4．按下图装置实验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示（ ）
①c（Ag＋） ②c（NO
） ③a棒的质量 ④b棒
的质量
⑤溶液的质量
A．①③B．③④C．①②④D．②
二、原
电池正极、负极的判断
5．对于原电池的电极名称，叙述错误的是（ ）
A．发生氧化反应的一极为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流流出的一极为正极
6．在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各
种叙述不正确的是（ ）
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
7．如图所
示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，
已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。
下列有关说法正确的是（ ）
A．Fe比Pb活泼，始终作负极
B．Fe在浓HNO3中钝化，始终不会溶解
C．电池停止工作时，烧杯中生成了Fe（NO3）3
D．利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想
三、电极反应式的书写
8．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
下列说法中不正确的是（ ）
A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO
＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
9．锌铜原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（ ）
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
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
10．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。
某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是
（ ）
A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－
===Li2＋
[能力提升]
11．由锌片、铜片和200mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
（1）原电池的负极反应是
___________________________________________________，
正极反应是__________________________________________。
（2）电流的方向是______________________________________。
（3）一段时间后，当在铜片上放出1.68L（标准状况下）气体时，H2SO4恰好消耗一半。
则产生这些气体的同时，共消耗________g锌，有______个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是________（设溶液体积不变）。
12．依据氧化还原反应：
2Ag＋（aq）＋Cu（s）===2Ag（s）＋Cu2＋（aq）设计的原电池如
下图所示。
请回
答下列
问题：
（1）电极X的材料是________；电解质溶液Y是________；
（2）银电极为电池的____________极，发生的电极反应为__________________________；X电极上发生的电极反应为____________________________
____________________；
（3）外电
路中的电子是从________电极流向________电极。
13．已知可逆反应：
AsO
＋2I－＋2H＋AsO
＋I2＋H2O。
（Ⅰ）如下图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。
（Ⅱ）若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流表指针与（Ⅰ）中偏转方向相反。
试回答问题：
（1）两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？
______________
__________________
________________________________________________________________________。
（2）两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？
________________________________________________________________________。
（3）操作（Ⅰ）中，C1棒上的反应为_______________
_____________________________。
（4）操作（Ⅱ）中，C2棒上的反应为____________________________________________。
14．现有如下两个反应：
（A）NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
（B）Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
（1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池__________________________________。
（2）如果不能，说明其原因__________________________________________________。
（3）如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型（“氧化反应”或“还原反应”）：
负极：
________，____________，__________________________________________；
正极：
________，____________________，__________________________________；
若导线上转移电子1mol，则正极质量增加________g，电解质溶液：
________。
家庭作业：
一、选择题
1．为探究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计了如下实验并记录了现象：
①向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成；
②向上述稀硫酸中插入铜片，没有看到有气泡生成；
③将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实验①中快；
④在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入稀硫酸中，发现电流计指针偏转。
下列关于以上实验设计及现象的分析，不正确的是（ ）
A．实验①、②说明锌能与稀硫酸反应而铜不能
B．实验③说明发生原电池反应时会加快化学反应速率
C．实验③说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气
D．实验④说明该原电池中铜为正极、锌为负极
2．下列关于原电池负极叙述正确的是（ ）
A．电子流出的电极B．发生还原反应的电极
C．与正极材料相比较活泼的电极D．反应过程中一定变细的电极
3．关于锌、铜和稀硫酸构成的原电池的下列说法中正确的是（ ）
A．锌是正极、铜是负极B．电子从铜片经导线流向锌片
C．SO42－移向负极D．负极的反应式为：
2H++2e—=H2↑
4．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为（ ）
A．铝B．铜C．锡D．硅
5．下图装置能够组成原电池的是（ ）
6．某学生欲完成Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋反应，设计了下列四个实验，可行的是（ ）
7．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转；M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ）
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
锌
稀盐酸溶液
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
8．常用的纽扣电池为银锌电池，它分别以锌和氧化银为电极。
放电时锌极上的电极反应是:
Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2，氧化银极上的反应是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列判断中，正确的是（ ）
A．锌是负极，发生氧化反应，氧化银是正极，发生还原反应
B．锌是正极，发生氧化反应，氧化银是负极，发生还原反应
C．锌是负极，发生还原反应，氧化银是正极，发生氧化反应
D．锌是正极，发生还原反应，氧化银是负极，发生氧化反应
9．下列有关电池的说法不正确的是（ ）
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．氢氧燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
10．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。
①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。
据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（ ）
A．①③②④ B．①③④②C．③④②①D．③①②④
11．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球。
调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化）（ ）
A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高、B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低、B端高
C．当杠杆为绝缘体时，A端低、B端高；为导体时，A端高、B端低
D．当杠杆为绝缘体时，A端高、B端低；为导体时，A端低、B端高
12．下列事实不能用电化学理论解释的是（ ）
A．轮船触水线以下的般壳上装一定数量的锌块B．铝片不用特殊方法保存
C．切咸菜后的菜刀不刷易生锈D．镀锌铁板比镀锡铁板耐用
13．用铁是用途最广的金属材料之一。
为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中（如图所示）。
数天后，他观察到的现象是（ ）
A．铁屑不生锈，试管内液面上升
B．铁屑不生锈，试管内液面高度不变
C．铁屑生锈，试管内液面上升
D．铁屑生锈，试管内液面高度不变
14．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是（ ）
15．汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时其电池反应如下：
PbO2+Pb+2H2SO4==2PbSO4+2H2O。
根据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A．Pb是正极B．PbO2得电子，被氧化
C．负极反应是Pb+SO42——2e—==PbSO4D．电池放电时，溶液酸性增强
16．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
电池负极反应为：
（ ）
A．H2+2OH-=2H2O+2e—B．O2+4H++4e—=2H2O
C．H2－2e—=2H+D．O2+2H2O+4e—=4OH—
二、填空题（共52+6分）
17．（10分）A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：
（1）A中反应的离子方程式为___________________________________________。
（2）B中Sn极的电极反应式为______________________________________________，
Sn极附近溶液的pH__________（填“升高”、“降低”或“不变”）。
（3）C中被氧化的金属是__________，总反应式为_______________________________
18．（10分）某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，请补全6条记录：
实验后的记录：
①________为正极，________为负极
②H＋向________极移动（填“正”或“负”）
③电子流动方向为________→导线→________（填“Cu”或“Zn”）
④Cu极有H2产生，其电极反应式为_________________________。
⑤若有0.5mol电子流过导线，则产生________molH2
⑥负极的电极反应式为：
________________________________。
19．（6分）航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。
氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池反应总式都表示为：
2H2＋O2===2H2O。
（1）酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：
2H2－4e－===4H＋，则其正极反应表示为：
______________________________________________________________
（2）碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则其负极反应可表示为________________________________________________________。
20．（8分）如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液。
（1）B为原电池的________极，金属活泼性：
A________B（填“>”或“<”）；若电极有：
Zn、Fe、Cu、Ag四种金属棒，且已知B为Cu，则A为________。
（2）若电解质溶液有稀H2SO4和AgNO3溶液，则C应为________。
答案
1．D 2．D 3．C 4．D 5．C 6.B 7.D8．C 9．B 10．B
11．
（1）Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
（2）由Cu极流向Zn极
（3）4.875 9.03×1022 0.75mol·L－1
12．
（1）Cu AgNO3溶液
（2）正 2Ag＋＋2e－===2Ag（或Ag＋＋e
－===Ag）
Cu－2e－===Cu2＋ （3）Cu（负） Ag（正）
13．
（1）两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转
（2）两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反 （3
）2I－－2e－===I2
（4）AsO
＋2OH－－2e－===AsO
＋H2O
14．
（1）（A）不能，（B）可以
（2）（A）为非氧化还原反应，没有电子转移 （3）Cu Cu－2e－===Cu2＋ 氧化反应 碳棒、Ag、Pt、Au（任选一） 2Ag＋＋2e－===2Ag 还原反应 108 AgNO3溶液
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