1、第20讲原电池化学电源考纲要求 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。,高频考点一原电池及其工作原理1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)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(),(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()(5)在“锌硫酸铜溶液铜”原电池中，锌为负极，发生还原反应()(6)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 ()(7)原电
2、池放电时，电流方向由电源的负极流向正极()(8)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(),2(1)下列装置属于原电池的是_。,(2)在选出的原电池中，_是负极，发生_反应，_是正极，该极的现象是_。(3)此原电池反应的化学方程式为_。,1原电池原电池是把_转化为_的装置，其反应本质是_。,化学能,电能,氧化还原反应,2原电池的工作原理(以铜锌原电池为例),(2)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用：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。(3)装置和装置的区别装置：还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触，易造成能量损
3、耗，装置效率很低。装置：还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。,3构成原电池的条件,考点1原电池的工作原理1(2016上海高考)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示(),2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(),【易错警示】 原电池工作原理的3个失分点(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。,考
4、点2原电池正负极的判断3(2018江苏泗洪模拟)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(),【解析】 【答案】 C,4(2018安徽涡阳四中模拟)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(),【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。【答案】 B,【方法总结】 判断原电池正、负极的5种方法,(注：Na3AsO3和Na3AsO4的溶液均为无色)下列叙述中正确的是()A甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2作正极D乙组操作时，C1上发生的电极反应为
5、I22e2I,6(2018厦门模拟)控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是(),【方法总结】 电流方向的判断方法(1)当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。(2)电子流向的分析方法改变条件，平衡移动；平衡移动，电子转移；电子转移，判断区域；根据区域，判断流向；根据流向，判断电极。,高频考点二原电池工作原理的应用1(1)用锌粒与稀H2SO4反应制取H2时，加入少量CuSO4会加快反应速率吗？会影响产生H2的量吗？(2
6、)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。请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。,【答案】 (1)利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决于酸的量。,(2),2电工经常说的一句口头禅：“铝接铜，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，试说明原因。【答案】 铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路。,1比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属作_，而活动性弱的金属(或非金属)作_。 如有两种金属A和B，用导线将A和B
7、连接后，插入稀硫酸中，一段时间后，若观察到A极溶解，而B极上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，则可以断定金属活动性AB。,负极,正极,2加快化学反应速率由于形成了原电池，导致反应速率_。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，_反应进行。3用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池_而受到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。,加快,加快,正极,4设计制作化学电源,考点1比较金属的活动性1(2018河南安阳实验高中月考)X、Y、Z三种金属，X、Y组成原电池，X是负极；把Y放在Z的硝酸盐溶液中
8、，Y表面有Z析出。其活泼顺序是()AXYZBZYXCXZY DYXZ【答案】 A,2(2018襄阳一模)有A、B、C、D四种金属，做如下实验：将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀；将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()AABCD BCDABCDABC DABDC,【解析】 A与B用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，B不易腐蚀，说明B为原电池的正极，说明金属活动性：AB；A、D与等物质的量浓度的盐酸反应，D比A反应剧烈，说明金属活动性：DA；根
9、据置换反应规律，Cu不能置换出B，说明金属活动性：BCu，Cu能置换出C，说明金属活动性：CuC。则四种金属活动性的排列顺序是DABC。【答案】 C,【易错警示】 (1)原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，活泼电极不一定作负极。(2)离子不上导线，电子不进溶液，即电子在导线中移动而不能在溶液中通过，自由离子在溶液中迁移而不能在导线中通过。,考点2加快化学反应的速率3(2015海南高考改编)10 mL浓度为1 molL1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率且氢气生成量减少的是()AK2SO4 BCH3COONaCCuSO4 DNa2CO3,4选择合
10、适的图像：,(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_。(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H2S
11、O4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,【点拨】 利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决于酸的量。,(2)发生氧化反应的电极反应式为_。(3)反应达到平衡时，外电路导线中_(填“有”或“无”)电流通过。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为_(填“正”或“负”)极。,【解析】 (1)先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负极区的电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，I失电子。(3)反应达到
12、平衡时，无电子流动，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时Fe2失电子，电极变成负极。,【知识归纳】 能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学能转化为电能。在原电池中还原性强的物质作为负极，氧化性强的物质作为正极，正极材料只起导电作用，一般用“万能电极”石墨。,高频考点三常见的传统化学电源,2可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？【答案】,2二次电池(可充电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为,3燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。,考点1干电池的构成与工作原理1(
13、2015新课标全国，26)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：,回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_ g。(已知F96 500 Cmol1),(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过_分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_和_，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为_，其原理是_。,(4)用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_
