全国通用版高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第2节 原电池 化学电源学案Word格式.docx

1、1原电池的概念 把化学能转化为电能的装置，其本质是发生了氧化还原反应。2原电池的构成 （1）有两个活动性不同的电极（常见为金属或石墨）。 （2）将电极插入电解质溶液中。 （3）两电极间构成闭合回路（两电极接触或用导线连接）。 （4）能自发发生氧化还原反应。3工作原理 如图是CuZn原电池，请填空： （1）反应原理电极名称负极正极电极材料ZnCu电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应 （2）原电池中的三个方向 电子方向：从负极流出沿导线流入正极； 电流方向：从正极沿导线流向负极； 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。 （3）两种装置的比较

2、图中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2，会有一部分Zn与Cu2直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。图中Zn和CuSO4溶液分别在两个池中，Zn与Cu2不直接接触，不存在Zn与Cu2直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。 （4）盐桥作用 连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。4原电池原理的三个应用 （1）设计制作化学电源 首先将氧化还原反应分成两个半反应。 根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 （2）比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的

3、金属比作正极的金属活泼。 （3）加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。应用体验正误判断（正确的打“”，错误的打“”）。 （1）在化学反应中，所有自发的放热反应均可以设计成原电池。（） （2）原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 （3）MgAl形成的原电池，Mg一定作负极。 （4）Cu、Al、浓HNO3构成的原电池的负极反应为Al3e=Al3。 （5）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。 （6）相同情况下，带有“盐桥”的原电池比不带

4、“盐桥”的原电池电流持续时间长。 （） （7）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。 （8）化学电源工作时，内电路介质中的阳离子一定向正极迁移。 （9）实验室制备H2时，用粗锌（含Cu、Fe等）代替纯锌与盐酸反应效果更佳。 （10）原电池反应时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极。 【答案】（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）高考命题点突破 命题点1原电池的构成和设计1在如图所示的8个装置中，不能形成原电池的是_（填序号），并指出原因_ _。 【答案】中不存在两极；两极金属相同；中酒精不是电解质溶液，不导电；中没有构成闭合回

5、路2设计原电池装置证明Fe3的氧化性比Cu2强。 （1）负极反应式：_。 （2）正极反应式： （3）电池总反应方程式：_。 （4）在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液： 不含盐桥 含盐桥 【答案】（1）Cu2e=Cu2 （2）2Fe32e=2Fe2 （3）2Fe3Cu=2Fe2Cu2 （4） 1 正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属 如石墨等 作为正极。 2 电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应 如溶解于溶液中的空气 。但如果氧化反应和还原反

6、应分别在两个容器中进行 中间连接盐桥 ，则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。 3 画装置图：注明电极材料与电解质溶液。但应注意盐桥不能画成导线，要形成闭合回路。 命题点2原电池原理3（2015天津高考）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（SO）减小 C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 CACu作正极，电极上发生还原反应，错误；B电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的c（SO）基本不变；C电池工

7、作时，甲池反应为Zn2e=Zn2，乙池反应为Cu22e=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64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2为65 g，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。4分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是（） 【导学号：97500107】 A中Mg作负极，中Fe作负极 B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2 C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2 D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2 B中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应，失去电子

8、作负极；中Fe在浓HNO3中钝化，Cu和浓HNO3反应，失去电子作负极，则Fe作正极，A、C错误；中电池总反应式为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错误。5（2018厦门模拟）将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。 下列说法不正确的是 （） A盐桥中的K移向FeCl3溶液 B反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中

9、石墨电极为负极 DA项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计读数为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。注：若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。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。若反应为可逆反应，改变条件，平衡移动方向改变时电流方向也改变，正、负极颠倒。 命题点3原电池原理的应用6M、N、P

10、、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是 （） APMNE BEP CPE DEPN A由知，金属活动性：N；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：E。7把符合题意的图像填在横线上（用A、B、C、D表示） （1）将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V（L）与时

11、间t（min）的关系是_。 （2）将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系是_。 （3）将（1）中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是_。 【解析】（1）a中加入CuSO4，消耗一部分Zn，Cu、Zn形成原电池，反应速率加快，所以a放出H2的量减少，但速率加快。 （2）a中加入CuSO4消耗Zn，但不影响产生H2的量，速率也加快。 （3）CH3COONa与H2SO4反应后生成弱酸CH3COOH，从而减慢反应速率，但产生H2的量没发生变化。 【答案】（1）A（2）B（3）C考点2|

12、常见化学电源及其工作原理（对应学生用书第117页） 方法思路突破1化学电源中电极反应书写的一般方法思路 （1）明确两极的反应物； （2）明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物； （3）确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物； （4）配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 注意：H在碱性环境中不存在；O2在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH；若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。2示例 与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为FeO3e4H2O= Fe（OH）35OH，Zn作负极材料的电极反应式为Zn2e2OH=Zn（OH）2，该电池总反应的离子方程式为2FeO8H2O3Zn=2Fe（OH）33Zn（OH）24OH。电源分类突破一次电池碱性锌锰干电池