1、【 精品教育资源文库 】 课时 2 原电池 化学电源 考纲导航 知识条目 必考要求 加试要求 选考分布 2015 2016 2017 9月 10月 4月 10 月 4月 (1)原电池的概念 a a (2)铜 锌原电池的原理及电极反应式 b b 16 17 (3)原电池的构成条件 a b 17 (4)常见化学电源 b c 17 17 (5)原电池的构造与工作原理，盐桥的作用 b 17 (6)判断与设计简单的原电池 c (7)原电池的电极反应式及电池反应 方程式 b 17 (8)原电池的正、负极和电子流向的判断 c (9)银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值 b 17 考点一 原电池
2、的工作原理 主干精讲 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.工作原理 以铜锌原电池为例 【 精品教育资源文库 】 (1)反应原理 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn 2e =Zn2 Cu2 2e =Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 盐桥中离子移向 盐桥含饱 和 KCl溶液， K 移向正极， Cl 移向负极 (2)两个装置的比较 装置 中还原剂 Zn与氧化剂 Cu2 直接接触，易造成能量损耗；装置 盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。 3.原电池的构成条件 (1)一看反应：看是否有能自发进行的
3、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。 4.原电池中的三个方向 (1)电子方向：电子从 电源负极 流出经外电路流入 电源正极 。 (2)电流方向：电流从 电源正极 流出经外电路流入 电源负极 。 (3)离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向 负极 区 迁移，阳离子向 正极区 迁移。 典例剖析 【例】 (201510 月浙江选考 )如图所示进行实验，下列说法不正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.
4、装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B.甲、乙 装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D.装置乙中负极的电极反应式： Zn 2e =Zn2 解析 A项，装置甲的锌片与稀硫酸反应生成氢气，装置乙的锌、铜和稀硫酸构成原电池，在铜片产生气泡，正确； B项，甲装置把化学能转化为热能，乙装置把化学能转化为电能，不正确； C 项，装置乙形成原电池，正确； D 项，装置乙形成原电池，锌为负极，电极反应式 Zn 2e =Zn2 ， 正确。 答案 B 考点精练 1.(2016 温州市 3 月选考模拟 )将纯锌片和纯铜片按图示方
5、式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是 ( ) A.装置甲中铜片表面产生气泡 B.装置乙溶液中 SO24 向铜片做 定向移动 C.装置乙中电子从铜片经导线流向锌片 D.装置乙中正极的电极反应式： 2H 2e =H2 解析 A项，甲没有形成原电池，铜为金属活动性顺序表 H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，故 A错误； B项，原电池工作时阴离子向负极移动，故 B 错误； C 项，锌为负极，电子从锌经导线流向铜，故 C错误； D 项，铜片为正极，正极上氢离子得到电子被还原生成氢气，故 D正确。 答案 D 2.(2016 浙江金华、温州、台州部分学校高一下 3月
6、联考 )对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是 ( ) A.电子流入的一极为正极 B.较不活泼的一极一般为正极 【 精品教育资源文库 】 C.电子流出的一极为负极 D.发生氧化反应的一极为正极 解析 A项，电子流入的一极为正极， A正确； B项，较不活泼的一极一般为正极， B正确；C项，电子流出的一极为负极， C正确； D项，发生氧化反应的一极为负极， D 错误。 答案 D 3.(2015 浙江省桐乡一中联盟学校高一下期末 )某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线等在玻璃片制成如图所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是 ( ) A.铜片上的电极反
7、应： Cu2 2e =Cu B.外电路中电子由铜片经导线流向锌片 C.电池工作时电能直接转化为化学能 D.该电池工 作时，若有 13克锌被溶解，则铜片上产生标况下 4.48 L H2 解析 A 项，在该装置图中， Zn、 Cu 及电解质溶液构成原电池。由于金属活动性： ZnCu，所以 Zn为负极，失去电子， Cu为正极，在正极上溶液中的 H 得到电子，变为 H2，错误； B项，外电路中电子由负极 Zn片经导线流向 Cu片，错误； C项，电池工作时，将化学能转化为电能，错误； D项，该电池工作时，若有 13 克锌被溶解， n(Zn) m M 13 g65 g/mol 0.2 mol，则由于在整个
8、闭合回路中电子转移数目相等，所以铜片上产生标况下 V(H2) nVm 0.2 mol 22.4 L/mol 4.48 L，正确。 答案 D 【归纳总结】 原电池正、负极判断的七种方法 (1)由组成原电池的两极材料判断。 一般相对较活泼的金属为负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。 (但也有一些并不与活泼性一致，如 Mg、 Al在酸性介质中， Mg作负极， 而在碱性介质中， Al 作负极 ) 【 精品教育资源文库 】 (2)根据电流方向或电子流动方向判断。 在外电路，电流由正极流向负极； 电子由负极流向正极。 (3)根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断。在原电池的电解质溶液内
9、，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 (4)根据原电池两极发生的变化来判断。 原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (5)X极增重或减轻。 工作后， X 极质量增加，说明 X 极有物质析出， X 极为正极；反之， X 极质量减少，说明 X极金属溶解， X极为负极。 (6)X极有气体产生。 工作后， X极上有气体产生，一般若发生 了析出 H2的电极反应，说明 X极为正极。 (7)根据 X极附近 pH的变化来判断。 析氢或吸氧的电极反应发生 后，均能使该电极附近电解质溶液的 pH 增大，因而工作后， X极附近 pH增大了，说明 X极为正极。 考点二 化学电源 主干精讲 1.锌银电池 (一次电
10、池 ) 锌银电池负极是 Zn，正极是 Ag2O，电解质溶液是 KOH 溶液，其电极反 应如下： 负极： Zn 2OH 2e =Zn(OH)2； 正极： Ag2O 2e H2O=2Ag 2OH ； 电池总反应式： Zn Ag2O H2O=Zn(OH)2 2Ag。 2.碱性锌锰电池 (一次电池 ) 碱性锌锰电池的负极是 Zn，正极是 MnO2，电解质溶液是 KOH溶液，其电极反应为 ： 负极： Zn 2e 2OH =Zn(OH)2； 正极： 2MnO2 2e 2H2O=2MnOOH 2OH ； 电池总反应式： Zn 2MnO2 2H2O=2MnOOH Zn(OH)2。 3.铅蓄电池 (二次电池 )
11、 (1)组成： 正极： PbO2；负极： Pb；电解质： H2SO4溶液。 【 精品教育资源文库 】 (2)工作原理： 铅蓄电池是最常见的二次电池，其电极反应分为放电和充电两个过程。 放电过程的电极反应、 总反应： 负极： Pb 2e SO24 =PbSO4； 正极： PbO2 2e 4H SO24 =PbSO4 2H2O； 总反应： Pb PbO2 2H2SO4=2PbSO4 2H2O。 充电过程的电极反应、总反应： 阴极： PbSO4 2e =Pb SO24 (还原反应 )； 阳极： PbSO4 2e 2H2O=PbO2 4H SO24 (氧化反应 )。 总反应： 2PbSO4 2H2O
12、=Pb PbO2 2H2SO4。 铅蓄电池的充、放电过程： Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O。 4.氢氧燃料电池 (1)两个惰性电极 (铂碳电极 )， 负极上通 H2，正极上通 O2，电解质溶液是 KOH溶液。 (2)电极反应： 负极： 2H2 4e 4OH =2H2O； 正极： O2 4e 2H2O=4OH ； 总反应式： 2H2 O2=2H2O。 5.新型燃料电池 甲醇 /空气燃料电池 (1)负极是钯碳 /甲醇，正极是铂烧结镍 /空气，电解质溶液是 KOH溶液。 (2)电极反应： 负极： 2CH3OH 12e 16OH =2CO23 12H2O； 正极： 3O2 12e
13、 6H2O=12OH ； 总反应式： 2CH3OH 3O2 4KOH=2K2CO3 6H2O。 典例剖析 【例 1】 (20174 月浙江选考 )银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理： Zn Ag2OH2O=Zn(OH)2 2Ag，其工作示意图如下。下列说法不正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.Zn电极是负极 B.Ag2O电极发生还原反应 C.Zn电极的电极反应式： Zn 2e 2OH =Zn(OH)2 D.放电前后电解质溶液的 pH保持不变 解析 根据给出原电池原理反应，从化合价角度分析， Zn 化合价 升高失去电子为负极，电解质为 KOH，电极方程式为 Zn 2e 2OH
14、=Zn(OH)2， A、 C正确； Ag2O化合价降低为正极，被还原， B正确；总反应显示反应过程中 消耗 水，原溶液显碱性，所以碱性减弱， pH增大 。 答案 D 【例 2】 (2016 浙江 4月学考 )Mg H2O2电池是一种化学电源，以 Mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如下。下列说法不正确的是 ( ) A.石墨电极是该电池的正极 B.石墨电极上发生还原反应 C.Mg电极的电极反应式： Mg 2e =Mg2 D.电池工作时，电子从 Mg 电极经导线流向石墨电极，再由石墨电极经电解质溶液流向 Mg电极 解析 根据 Mg H2O2电池示意图得出，镁为负极，石墨为正极 。 A项，石墨电极是该电池的正极， A 项正确； B 项，石墨为正极，电极上发生还原反应， B 项正确； C 项， Mg 电极为负极，电极反应式： Mg 2e =Mg2 ， C 项正确； D 项，电子不能通过电解质溶液，溶液中为离子导电， D项不正确。 答案 D 考点精练 1.2017 义乌市群星外国语高三 (上 )期中 爱迪生电池在充电和放电时发生的反应： FeNiO2 2H2O Fe(OH)2 Ni(OH)2， 下列该蓄电池推断不正确的是 ( ) 【 www.163
