高考化學復習考點五十三原電池工作原理

1、1 / 91考點五十三原電池工作原理夠聚焦與凝萃1 根據(jù)氧化還原反應規(guī)律，掌握原電池的設計原理和電極、電解質(zhì)溶液的選擇規(guī)律；2. 了解由鹽橋連接的原電池的結構和機理，分析比較該電池與普通鋅銅原電池的異同。k 解讀與打通一、原電池（1）定義：化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置（2）形成條件：1兩個活潑性不同的電極（金屬與金屬或金屬與石墨、PbQ 或其他非金屬）；2電解質(zhì)溶液；3電極與電解質(zhì)溶液形成閉合回路。4能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應（3）工作原理：1負極：一般較活潑金屬作負極， 負極本身失電子發(fā)生氧化反應，宏觀上負極逐漸溶解（或被腐蝕），生成離子進入電解質(zhì)溶液；注意。負極關鍵是要有能失去電子的反應發(fā)生，可向

2、外輸出電子。2正極：較不活潑的導體作正極，正極與電解質(zhì)溶液間發(fā)生還原反應，即溶液中的陽離子（或氧氣）移向正極并在正極上不斷得到電子。3電子流方向：在外電路，電子由負極沿導線流向正極；在原電池內(nèi)，陰、陽離子定向移 動，從而形成閉合回路產(chǎn)生電流，電流的方向與電子流的方向相反。Zn-Cu 原電池（電解質(zhì)溶液是稀硫酸）裝置及工作原理見下圖:（4）電極材料構成負極：還原性較強的物質(zhì)，如較活潑的金屬。常規(guī)考點述諫反應2lV+2c=IL|2 / 91正極：氧化性較強的物質(zhì)，如較不活潑的金屬、金屬氧化物、非金屬單質(zhì)（如石墨）、鹽橋電池1.鹽橋：將飽和的 KCl 或 NHNQ（正、負離子遷移數(shù)幾乎相等）溶液裝在

3、倒置的 U 形管中，跨接3 / 912 鹽橋的作用(1) 連接內(nèi)電路，形成閉合回路；(2) 平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。3.單池原電池和鹽橋原電池的對比相同點：正負極、電極反應、總反應、反應現(xiàn)象相同。2+負極： Zn 2e =Z n正極：Cu2+ 2e=Cu總反應：Zn+ Cu =Cu Zn2不同點：圖 1 中 Zn 在 CuSO 溶液中直接接觸 Cu2+,會有一部分 Zn 與 Cu2+直接反應，該裝置中既有 化學能和電能的轉化，又有一部分化學能轉化成了熱能，裝置的溫度會升高。圖 2 中 Zn 和 CuSO 溶液在兩個池子中， Zn 與 Cu2+不直接接觸，不存在 Zn 與 CiT 直接反

4、應 的過程，所以僅是化學能轉化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。隱性考點原電池正負極的判斷方法1.根據(jù)定義判斷：電子流出一端是負極，電子流入一端為正極；2 .根據(jù)電流方向判斷：電流是由正極流向負極；3 .根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液中離子的定向移動方向判斷：在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離 子移向正極，陰離子移向負極；秣片闌片圖 2于兩電解質(zhì)溶液之間，代替兩溶液的直接接觸，就構成了鹽橋。Zft匸 CuSOrj%.(見下圖)4 / 914 .根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應。5.根據(jù)組成原電池兩極材料判斷：由兩種金屬(或一種金屬與一種非金屬)作電極時，一般5 /

5、91是活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極；6 依據(jù)現(xiàn)象判斷(要視具體裝置而定)。一般出現(xiàn)溶解的一極為負極，增重或者有氣泡放出 的一極為正極。J 爭*融合與應用例 1 . (2011 安徽高考)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海 水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應可表示為：5MnO+ 2Ag+ 2NaCI=NMnO o+2AgCI。下列“水”電池在海水中放電時的有關說法正確的是( )A. 正極反應式： Ag + Cl_ e_=AgCIB. 每生成 1 mol Na 2MnOo 轉移 2 mol 電子C. Na*不斷向“水”電池的負極移動D.

6、AgCI 是還原產(chǎn)物解析本題考查電化學，意在考查電根反應式的書寫、電子磚移情況和溶液中離子的移動情加 電池 的正極得電子，血項iSSj陽禽亍向IE極移動，項錯誤.；陽化合價升高形成怒cl,人氏1是氧化產(chǎn)鵝D項錯誤$答案：B例 2. (2010 新課標全國卷)根據(jù)下圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是A. 2Ag(s) + Ccf+(aq)=2Ag+(aq) + Cd(s) C.2Ag (aq) + Cd(s)=2Ag(s) + cd (aq) 解析：左圖中 Cd: Cd(s) 2e=C(d+(aq)_ 2+ +, 、 一答案：A掃描與矯正【正誤判斷】(正確的打錯誤的打“X”)(每個判斷 2 分

7、，共 40 分)()1.自發(fā)進行的氧化還原反應一定都能設計成原電池()2 .原電池中電流的產(chǎn)生是發(fā)生氧化還原反應引起的()3.兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定做負極LuArGiuyB . Cc?+(aq) + Cd(s)=Co(s) + Ccf+(aq)+2+D . 2Ag (aq) + Co(s)=2Ag(s) + Co (aq) ,Co：Co+(aq)+ 2e=Co(s)，右圖中 Co：Co(s)2e=Co (aq) , Ag： 2Ag (aq) + 2e=2Ag(s)，故活潑性 Cd CoAg, A 選項錯誤。 F Ff H - -r14- *r 哉橋Cd -Co6 /

8、 91()4 .把銅片和鐵片靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面產(chǎn)生氣泡()5 .在原電池中，發(fā)生氧化反應的一極一定是負極()6 .在 Zn 與稀硫酸反應時加入少量CuSO 溶液能使產(chǎn)生 H2 的反應速率加快()7.如圖所示的裝置可形成原電池FfO.MCI,()&原電池中的電解液一定參與反應()9 在原電池中，正極本身一定不參與電極反應，負極本身一定要發(fā)生氧化反應()10.其他條件均相同，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時間長()11 根據(jù)電流方向或電子流向可判斷原電池正負極；外電路中，電流由正極流向負極，電子由負極流向正極()12.根據(jù)兩極發(fā)生的反應類型可判斷原電池的正負

9、極：負極上總是發(fā)生氧化反應，正極上總是發(fā)生還原反應()13 原電池工作時，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生()14 原電池工作時，可能會伴隨著熱能變化()15 原電池的正極上發(fā)生氧化反應，負極上發(fā)生還原反應()16 在原電池中，負極的活潑性一定比正極強()17 原電池中，電流從負極流向正極()18 .在 Zn - CU-H2SQ 原電池中，電子由銅經(jīng)外電路流向鋅極()19 原電池裝置中，溶液中的陰離子移向正極，陽離子移向負極()20 原電池放電過程中，負極質(zhì)量一定減輕，正極的質(zhì)量一定增加:實訓與超越【7+1 模式】一、單選(7X6分=42 分)1.有關電化學知識的描述正確的是( )A. Ca3 H2Q=

10、Ca(QH2，可以放出大量的熱，故可把該反應設計成原電池，把其中的化學能轉化為電能B.某原電池反應為Cu+ 2AgNOCu(NG) 2+ 2Ag,裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl 飽 和溶液C. 原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成D. 從理論上講，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可設計成原電池7 / 912.下列有關原電池的說法中正確的是 ( )A. 在內(nèi)電路中，電子由正極流向負極B. 在原電池中，相對較活潑的金屬作負極，不活潑的金屬作正極C. 原電池工作時，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D. 原電池工作時，可能會伴隨著熱能變化3.分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是A. 電池

11、放電時 Q 移向負極B.電池放電時負極反應為：H2 2e+ 20H =2HQC. 電池充電時鎳電極 NiQ(QH)轉化為 Ni(QH)2D. 電池充電時碳納米管電極與電源的正極相連6.如圖，下列判斷中正確的是( )h如H1.rillKM儲鈾A.B.C.D.4有液中,中 Mg 作負極，中Fe 作負極2中 Mg 作正極，電極反應式為6H2Q+ 6e=6QH + 3Hd3中 Fe 作負極，電極反應式為Fe 2e_=F中 Cu 作正極，電極反應式為 2H+ 2e_=H2fAB、C、D E 五塊金屬片，進行如下實驗： A、B 用導線相連后，同時浸入稀 H2SQ 溶A 極為負極；C、D 用導線相連后，同時

12、浸入稀 HSO 溶液中，電流由 X 導線C;A、C 相連后，同時浸入稀 HSQ 溶液中，C 極產(chǎn)生大量氣泡； B、D 相連后，同時浸入稀 HbSQ 溶 液中，D 極發(fā)生氧化反應；用惰性電極電解含 B 離子和 E 離子的溶液，E 先析出。據(jù)此，判斷五種金屬的活動性順序是(A. ABCDE B . ACDBE C . CABDE D. BDCAE5如圖表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設計的一種新型二次電池。下列敘述正確的是8 / 91C.燒杯 a 中發(fā)生的反應為 2H+ 2e= HfD .燒杯 b 中發(fā)生的反應為 2CI一 2e 上7 如圖所示，杠桿 AB 兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅

13、球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并 使其保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSQ 溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是（實驗過程中，不考慮兩球的浮力變化）A.杠桿為導體或絕緣體時，均為A 端高 B 端低B.杠桿為導體或絕緣體時，均為 A 端低 B 端高C. 當杠桿為導體時，A 端低 B 端高D. 當杠桿為導體時，A 端高 B 端低、填空（18 分）& （1）鐵是用途最廣的金屬材料之一，但生鐵易生銹。請討論電化學實驗中有關鐵的性質(zhì)。鹽橋屮裝冇含瓊脂的 KC飽和溶液某原電池裝置如圖所示，上圖右側燒杯中的電極反應式為，左側燒杯中的c（CIA.燒杯 a 中的溶液 pH 降低B燒杯 b 中發(fā)

14、生氧化反應CuSOi濃洛液導線r鹽橋ti-2iFcSO,L 亍巳9 / 91）_ （填“增大”、“減小”或“不變”）。10 / 91已知下圖甲、乙兩池的總反應式均為Fe+ H2SQ=FeSQ+ H4,且在同側電極（指均在“左（2）用高鐵（W）酸鹽設計的高鐵（W）電池是一種新型可充電電池， 電解質(zhì)溶液為 KOH 溶液,放電時的總反應為 3Zn + 2KaFeO+ 8H2O=3Z n（QH2+ 2Fe（OH）s+ 4KQH1寫出正極反應式： _。2用高鐵（W）電池作電源，以 Fe 作陽極，以 Cu 作陰極，對足量 KQH 溶液進行電解，當電池中有 0.2 mol K 2FeQ 反應時，則在電解池中

15、生成H2_ L（標準狀況）。考點五十三原電池工作原理【正誤判斷】題號正誤解析1X不一定，如 CI2+ 2NaQH-NaCFNaCIQ+ H2Q 等。2V略3X不一定，如金屬鋁-鎂-氫氧化鈉溶液組成原電池時，鋁做負極。4V略5V略6V略7X不能形成原電池，因為 Fe 與 Fe3+直接發(fā)生反應：Fe+ 2Fe3+-3F，而不能形成 電流，應將 FeCb 溶液與 FeCb 溶液位置互換。8X不一定。如燃料電池，水中一般要加入NaQH H2SC4 等。9X在原電池中，正極本身不一定參與電極反應，負極本身也不一定要發(fā)生氧化反應。10V略11V略12V略13X原電池工作時，正極表面不一定有氣泡產(chǎn)生， 要根

16、據(jù)電解質(zhì)溶液的成分具體分析。14V略15X原電池的正極上發(fā)生還原反應，負極上發(fā)生氧化反應。電極”或“右電極”）產(chǎn)生 H。請在兩池上標出電極材料（填 “Fe” 或“ C）。11 / 9116X不一定，如金屬鋁-鎂-氫氧化鈉溶液組成原電池時，鎂比鋁活潑，但鎂做正極。12 / 9117X原電池中，電流從正極流向負極18X在 Zn - Cu- H2SQ 原電池中，電子由鋅經(jīng)外電路流向銅極。19X原電池裝置中，溶液中的陰離子移向負極，陽離子移向正極。20X不一定，如鉛蓄電池，質(zhì)量要增加，正極的質(zhì)量也不一定增加，如銅鋅原電池，質(zhì)量不增加?！?+1 模式】題號答案解析1DA 選項 CaQ HbQ=Ca(QH

17、2 不是氧化還原反應； B 選項 KCl和 AgNQ 反應生成 AgCI 沉淀易阻止原電池反應的發(fā)生；C選項作電極的不一定是金屬，如石墨棒也可作電極。2DA 選項內(nèi)電路中不存在電子的移動；B 選項右是由鋁、鎂、氫氧化鈉溶液構成的原電池，則負極是鋁；C 選項若是由鋅、銅、硫酸銅溶液構成的原電池，則正極表面析出銅， 沒有氣泡產(chǎn)生。3BB選項虺不與UaOH請潘反應，麗俎能和溶液頁應 失去電子，故竝是員機 電池總廈應2Al+2NaOE+猊OWMajQ也斗蛆f ,員極反應式為2Al + A0H_-6e_芮+爍Q，二者相減得到正極反應式為&環(huán)+決WOE.十湎十，E正確j C逸頃庇在濃i報中鈍化加和

18、濃HNCh反應失去電子作員極；I*選項減 電根反應 式為6 + 2!比0+4總=4OHD錯。4B金屬與稀 H2SQ 溶液組成原電池，活潑金屬為負極，失去 電子發(fā)生氧化反應，較不活潑的金屬為正極，H 在正極電 極表面得到電子生成 H2,電子運動方向由負極T正極，電流方向則由正極T負極。在題述原電池中，A-B 原電池，A 為負極；C-D 原電池，C 為負極；A-C 原電池，A 為負極；B-D原電池，D 為負極；E 先析出，E 不活潑。綜上可知， 金屬活動性順序：ACDBE5BA 選項原電池的負極發(fā)生失電子氧化反應，即產(chǎn)生陽離子或消耗陰離子，而溶液是呈電中性的， 故陽離子會移向正 極，而陰離子會移向負極，A 項錯誤；電池充電的過程實質(zhì)上就是電解的過程，但要注意電池的正負極分別與