-高中化学选修四第四章原电池知识点.docx

1、第一节 原电池一、工作原理1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。（还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应）2、形成条件：两个活泼性不同的电极 电解质溶液 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 发生的反应是自发的氧化还原反应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、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

2、子流向正极，阴离子流向负极 （5）根据实验现象溶解的一极为负极增重或有气泡一极为正极5、常见电极：活泼性不同的金属：如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；金属和非金属（非金属必须能导电）：如锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；金属与化合物如：铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；惰性电极如：氢氧燃料电池，电极均为铂。【习题一】（2018曲靖一模）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锌锰干电池中，锌电极是负极 C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D铜锌原电池电子沿外电路从铜电极流向锌电极【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】A锂离子电池能充放电，属

3、于二次电池；B锌锰干电池中，锌作负极、二氧化锰作正极；C甲醇燃料电池属于原电池；D铜锌原电池中，电子从负极沿导线流向正极【解答】解：A锂离子电池能充放电，属于二次电池，放电时是将化学能转化为电能，充电时是将电能转化为化学能，故A正确；B锌锰干电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极、二氧化锰得电子发生还原反应而作正极，故B正确；C甲醇燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，故C正确；D铜锌原电池中，锌作负极、Cu作极，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故D错误；故选：D。【习题二】（2018嘉定区二模）某课外小组利用废旧金属器件制作一个简易的铜锌原电池，为确保实验安全设计了如图装置，则下列说

4、法正确的是（） A该装置将电能转化为化学能 B电子从电极X转移到电极 Y CX为阳极，表面产生大量气泡 DY为负极，电极反应为Zn-2eZn2【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】该装置中，为确保实验安全，则废旧金属器件不可作负极被腐蚀导致硫酸泄漏，所以废旧金属器件Y为铜作正极，X为锌易失电子作负极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，据此分析解答【解答】解：A该装置为原电池，将化学能转化成了电能，故A错误；B电子从负极X锌沿导线流向正极Y铜，故B正确；CX为锌易失电子作负极，失电子发生氧化反应，故C错误；DY为铜作正极，电极反应为

5、2H+2e=H2，故D错误； 故选：B。二、电极反应和电池反应方程式1、负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。（例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反应生成碳酸根。）2、正极：当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：铜原电池中，电解液为Cl，正极H+得电子生成H2。当负极材料不能与电解液反应时，溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性，O2+4e-+4H+=2H2O；如果电解液呈中性或碱性，O2+4e-+2H2O=4OH-。3、

6、注意：特殊情况:Mg-Al-NaOH。负极：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；正极：2H2O+2e=H2+2OH-Cu-Al-HNO3，Cu作负极 Fe作负极时，氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+； 无论是总反应，还是电极反应，都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。4、pH变化规律电极周围：消耗OH-(H+)，则电极周围溶液的pH减小（增大）；反应生成OH-(H+)，则电极周围溶液的pH增大（减小）。切记，电极周围只要消耗OH-，PH就减小，不会受“原电池中OH-（阴离子）向负极移动”的影响。溶液：若总反应的结果是消耗OH-(H+)，则溶液的pH减小（增大）；若总反应的结果是生

7、成OH-(H+)，则溶液的pH增大（减小）；若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等，则溶液的pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。5、电极反应式的书写（1）若知道电池总反应，根据总反应是两电极反应之和，若能写出某一极反应或已知某一极反应，由总反应减一极反应可得另一极反应。（2）若电极反应产物是难溶性碱或盐时，负极上一般有阴离子参加反应，若为可逆电池，则正极上有同样的阴离子生成，电解液的浓度基本不变。阳离子一般参与正极反应。参加电极非氧化还原反应的阴、阳离子可依据电解液类型或反应产物确定。（3）同时书写同一电池两极反应时，应注意两极电子

8、得失数目相等。（4）电极半反应一般为离子反应，书写电极半反应和书写离子方程式有相似的地方，应考虑反应产物与电解液中的离子能否共存。若不能共存，则按实际产物书写。（5）电池半反应中，存在质量守恒和电荷守恒，书写时应据此配平半反应。（6）一般电解液中有水，电极反应是在水溶液中进行，配平半反应时，根据需要，水可作反应物也可作产物。【习题三】（2018春东安区校级期中）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正确的是（）A由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+B由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+C由A

9、l、Mg、NaOH溶液组成原电池，负极反应式为：Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O D由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中，负极反应式为：Al-3e-=Al3+【考点】原电池和电解池的工作原理； 【专题】电化学专题【分析】A该装置中，铁易失电子作负极、Cu作正极，负极上铁失电子、正极上铁离子得电子；B该原电池中，Al易失电子作负极、Cu作正极，负极上铝失电子、正极上氢离子得电子；C该原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，负极上Al失电子、正极上水得电子；D该原电池中，铜易失电子作负极、Al作正极，负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子【解答】解：A该装置中，铁易失电子作负极、Cu作正

10、极，负极上铁失电子、正极上铁离子得电子，负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B该原电池中，Al易失电子作负极、Cu作正极，负极上铝失电子、正极上氢离子得电子，负极反应式为：Al-3e-=Al3+，故B错误；C该原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，负极上Al失电子、正极上水得电子，负极上电极反应式为Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O，故C正确；D该原电池中，铜易失电子作负极、Al作正极，负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子，负极电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故D错误；故选：C。【习题四】（2016秋双峰县校级期末）下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（）A

11、钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+ B碱性氢氧燃料电池的正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- C粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+D用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为：2Cl-2e-=Cl2【考点】电极反应和电池反应方程式【专题】电化学专题【分析】A钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，负极上Fe失电子发生氧化反应；B碱性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；C精炼粗铜时，粗铜与电源正极相连、纯铜与电源负极相连，阳极上Cu失电子、阴极上铜离子得电子；

12、D用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气【解答】解：A钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，负极上Fe失电子发生氧化反应，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B碱性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，负极反应式为2OH-+H2-2e-=2H2O，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；C精炼粗铜时，粗铜与电源正极相连、纯铜与电源负极相连，阳极上Cu失电子、阴极上铜离子得电子，阴极反应式为Cu2+2e-=Cu、阳极

13、反应式为Cu-2e-=Cu2+，故C错误；D用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气2H+2e-=H2，阴极反应式、阳极反应式为2Cl-2e-=Cl2，故D错误；故选：B。【习题五】（2016春淇县校级期中）写出下列电池的电极反应方程式（1）铜-锌原电池，电解质溶液为硫酸铜正极 ；Cu2+2e-=Cu（2）镁-铝原电池，电解质溶液为氢氧化钠正极 ；（3）铜-铁原电池，电解质溶液为浓硝酸正极 ；2NO3-+2e-+4H+=2NO2+2H2O（4）氢氧燃料电池，电解质溶液为硫酸负极 ；H2-2e-=2H+（5）氢氧燃料电池，电解质溶液为氢氧化钠负极 ；H2-2

14、e-+2OH-2H2O【考点】电极反应和电池反应方程式【专题】电化学专题【分析】（1）铜-锌原电池，电解质溶液为硫酸铜，Zn易失电子作负极、Cu作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应；（2）Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，正极上得电子发生还原反应；（3）Cu、Fe和浓硝酸构成的原电池中，Cu易失电子作负极、Fe作正极，正极上硝酸根离子得电子发生还原反应；（4）氢氧燃料酸性电池中，氢气失电子，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子生成氢离子；（5）氢氧燃料碱性电池中，氢气失电子，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢

15、气失电子和氢氧根离子反应生成水【解答】解：（1）铜-锌原电池，电解质溶液为硫酸铜，Zn易失电子作负极、Cu作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2+2e-=Cu，故答案为：Cu2+2e-=Cu；（2）Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2，故答案为：2H2O+2e-=2OH-+H2；（3）Cu、Fe和浓硝酸构成的原电池中，Cu易失电子作负极、Fe作正极，正极上硝酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为2NO3-+2e-+4H+=2NO2+2H2O，故答案为：2NO3-+2e

16、-+4H+=2NO2+2H2O；（4）氢氧燃料酸性电池中，氢气失电子，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为H2-2e-=2H+，故答案为：H2-2e-=2H+；（5）氢氧燃料碱性电池中，氢气失电子，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2-2e-+2OH-2H2O，故答案为：H2-2e-+2OH-2H2O【素材积累】 1、一个房产经纪人死后和上帝的对话一个房产经纪人死后，和上帝喝茶。上帝认为他太能说了，会打扰天堂的幽静，于是旧把他打入了地狱。刚过了一个星期，阎王旧满头大汗找上门来说：上帝呀，赶紧把他弄走吧!上帝问：怎么回事?阎王说：地狱的小。 2、机会往往伪装成困难美国名校芝加哥大学的一位教授到访北大时曾提到：芝加哥大学对学生的基本要求是做困难的事。因为一个人要想有所成旧，旧必须做那些困难的事。只有做困难的事，才能推动社会发展进步。