1、【 精品教育资源文库 】 第 1 节 原电池 化学电源 考试说明 1了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。 2了解常见化学电源的种类及其工作原理。 命题规律 本节内容是高考的常考点，其考查形式一般以新型能源电池或燃料电池为载体，考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子或电流的方向及溶液 pH 的变化等；原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等，主要以选择题、填空题形式出现。 考点 1 原电池及其工作原理 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
2、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： 电解质 溶液； 两电极直接或间接接触； 两电极插入 电解质 溶液中。 3工作原理 (以铜一锌原电池为例 ) 【 精品教育资源文库 】 【 精品教育资源文库 】 (1)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。 (2)活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。 (3)电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。 (4)负极失去电子 总数一定等于正极得到电子总数。 (5)盐桥的组成和作用 盐桥中装有饱和的 K
3、Cl、 KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。 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。 【基础辨析】 判断正误，正确的画 “” ，错误的画 “” 。 (1)CaO H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能。 () (2)在原电池中，发生氧化反应的电极一定是负极。 () (3)其他条件均相同，带有 “ 盐桥 ” 的原电池比不带 “ 盐桥 ” 的原电池电流持续时间长。() (4)某原电池反应为 Cu 2AgNO3=Cu(NO3)2 2Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的 KCl饱和溶液。 () (5)因为铁的活
4、泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，必是铁作负极、铜作正极。 () (6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极。 () 【 精品教育资源文库 】 题组一 原电池的工作原理 1在如图所示的 8个装置中，属于原电池的是 ( ) A B C D 答案 D 解析 根据原电池的构成条件可知： 中只有一个电极， 中两电极材料相同， 中酒精不是电解质， 中两电极材料相同且无闭合回路，故 不能构成原电池。 2如下图是 Zn 和 Cu组成的原电池示意图，某小组做完该实验后，在读书卡片上作了如下记录，其中合理的是 ( ) A B C D 答案 D 解析 由图可知，该电
5、池反应为： Zn H2SO4=ZnSO4 H2 ，活泼金属 Zn 作负极， Cu作正极；外电路中电流由正极流向负极， 、 、 错误； Zn 失去电子被氧化成 Zn2 ，失去的电子经外电路流向 正极，溶液中的 H 在正极上得到电子，析出 H2， 、 、 正确。 题组二 原电池正负极的判断 【 精品教育资源文库 】 3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 (1)(2)中 Mg作负极， (3)(4)中 Fe作负极 B (2)中 Mg 作正极，电极反应式为 6H2O 6e =6OH 3H2 C (3)中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe 2e
6、=Fe2 D (4)中 Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2 答案 B 解析 (1)中 Mg 作负极； (2)中 Al 作 负极； (3)中铜作负极； (4)是铁的吸氧腐蚀， Fe作负极。 4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 (如图 )。下列有关该原电池的叙述中正确的是 ( ) 在外电路中，电子由铜电极流向银电极 正极反应： Ag e =Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 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 B C D 答案 B 解析 该原电池中铜作负极， 银作
7、正极，电子由铜电极流向银电极， 正确；该原电池中 Ag 在正极上得到电子，电极反应为 Ag e =Ag， 正确；实验过程中取出盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能继续工作， 错误；该原电池的总反应为 Cu 2Ag =Cu2 2Ag， 正确。 【 精品教育资源文库 】 原电池正负极的判断方法 考点 2 原电池原理的应用 1比较金属活泼性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作 负极 的金属比作 正极 的金属活泼。 2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
8、。 3设计制作化学电源 (1)必须是能自发进行的 氧化还原 反应。 (2)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。 (3)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，如在 CuZn构成的原电池中，负极 Zn 浸泡在含有 Zn2 的电解质溶液中，而正极 Cu浸泡在含有 Cu2 的
9、电解质溶液中。 实例：根据 Cu 2Ag =Cu2 2Ag设计电池： 【 精品教育资源文库 】 4用于金属的防护 使被保护的金属制品作原电池的 正极 而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 对于某些原电池，如镁、铝和 NaOH 溶液组成的原电池，Al作负极， Mg作正极。因此，原电池中负极的金属性不一定比正极活泼。 【基础辨析】 判断正误，正确的画 “” ，错误 的画 “” 。 (1)电工操作中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，是因为铜、铝在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成断路。 () (2)镀锌铁皮与镀锡
10、铁皮的镀层破损后，前者腐蚀速率大于后者。 () (3)生铁比纯铁更耐腐蚀。 () (4)铁与 HCl反应时加入少量 CuSO4溶液，产生 H2的速率加快。 () (5)C H2O=CO H2可设计成原电池。 () (6)将氧化还原反应设计成原电池，可以把物质内部的能量全部转化为电能。 () 题组一 判断金属的活动性强弱 1有 A、 B、 C、 D、 E五块金属片，进行如下实验： A、 B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中， A 极为负极； C、 D 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，电流由 D 导线 C ； A、 C 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中， C 极产生大量气泡；
11、 B、 D 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中， D极发生氧化反应； 用惰性电极电解含 B离子和 E离子的溶液， E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 ( ) A ABCDE B ACDBE C CABDE D BDCAE 答案 B 解析 A、 B 相连时， A 为 负极，金属活动性： AB； C、 D 相连时，电流由 D 导线C ，说明 C 为负极，金属活动性： CD； A、 C 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中， C 极产生大量气泡，说明 C 为正极，金属活动性： AC； B、 D 相连后， D极发生氧化反应，说明D为负极，金属活动性： DB； 用惰性电极电解含 B离子和 E离
12、子的溶液， E先析出，说明【 精品教育资源文库 】 金属活动性 BE。由此可知，金属活动性： ACDBE， B项正确。 2根据下图可判断下列离子方程式中错误的是 ( ) A 2Ag(s) Cd2 (aq)=2Ag (aq) Cd(s) B Co2 (aq) Cd(s)=Co(s) Cd2 (aq) C 2Ag (aq) Cd(s)=2Ag(s) Cd2 (aq) D 2Ag (aq) Co(s)=2Ag(s) Co2 (aq) 答案 A 解析 题图所示装置是原电池的构成装置，左图中 Cd 为负极，发生的是 Cd 置换出 Co的反应，即 Cd 的金属活动性强于 Co， B 正确；右图中 Co
13、为负极， Co 置换出 Ag，说明 Co的金属活动性强于 Ag， D 正确；综上可知， Cd 的金属活动性强于 Ag，所以 Cd 可以置换出Ag， C正确， A错误。 题组二 改变化学反应 速率 3一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成 H2的总量，可采取的措施是 ( ) A加入少量稀 NaOH溶液 B加入少量 CH3COONa 固体 C加入少量 NH4HSO4固体 D加入少量 CuSO4溶液 答案 D 解析 由于是一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应，产生 H2的量由 HCl决定。加入 NaOH溶液，消耗 HCl，使 c(H )减小， n(H )减小，速率减慢且 H2量减少，故
14、 A错误；加入 CH3COONa，c(H )减小，速率减慢，故 B 错误；加入 NH4HSO4， c(H )增大， n(H )增大 ，速率加快，且H2量增多，故 C 错误；加入 CuSO4， Zn 可置换出 Cu，形成原电池加快速率， n(H )不变，生成 H2量不变，故 D正确。 4选择合适的图像： 【 精品教育资源文库 】 (1)将等质量的两份锌粉 a、 b分别加入过量的稀硫酸中，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 _。 (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 _
