1、一、原电池1装置及本质2工作原理以锌铜原电池为例：电极名称 负极 正极 电极材料 片 片 电极反应 反应类型 反应 反应 锌铜氧化还原Zn2e=ZnCu22e=Cu电极名称 负极 正极 电子流向 由片沿导线方向流向片 盐桥中离子流向 阴离子流向负极，阳离子流向正极 电池反应方程式 锌CuZnCu2=Zn2Cu 3构成条件(1)两个的电极(2)电极插入到中(3)两电极形成活泼性不同电解质溶液闭合回路1.从哪些方面入手可以判断原电池的正、负极？提示：可根据以下几个方面进行判断：判断依据 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较差的金属或导电的非金属 判断依据 负极 正极 电子流 动方向 电
2、子流出极 电子流入极 阴阳离子 移动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极 判断依据 负极 正极 发生的反应 氧化反应 还原反应 反应现象 不断溶解或质量不断减少 有气体生成、电极的质量不断增加 二、常见的化学电源1一次电池碱性锌锰电池 锌银电池 负极 反应 Zn2e2OH=Zn(OH)2正极 反应 2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH总反 应 Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2ZnAg2O=ZnO2AgZn(OH)2 Ag2O2eH2O=2Ag2OHZn2e2OH=2二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s
3、)2H2O(l)3燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种酸性 碱性 负极反 应式 正极反 应式 电池总 反应式 2H2O2=2H2O 2H24e=4H2H24OH4e=4H2O O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH 2.原电池原理有哪些重要的应用？提示：(1)设计制做新型化学电源应用原电池原理可以设计任一自发氧化还原反应的电池(2)比较不同金属的活动性强弱根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极(3)加快化学反应速率由于原电池将氧化还原反应拆成两个半反应且有电流产生，因而反应速率加快如Zn与稀H2SO4
4、反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快反应进行(4)用于金属的防护要保护一个铁制闸门，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁制闸门作正极.考 情 分 析地位 原电池工作原理和化学电源知识是电化学知识中的重要内容之一，也是中学化学教学中的重点内容之一，因此成为历年高考的必考内容题型 选择题和非选择题 角度(1)判断电极、判断离子或电子的移动方向、判断电极上发生的反应类型；(2)判断电极附近或整个溶液的酸碱性、判断电极反应式的正误等；(3)电极反应式和电池反应式的书写；(4)利用原电池工作原理和化学电源知识解释电化学腐蚀与防护；(5)某些反应速率加快的原
5、因、画原电池的装置图和进行简单的有关计算等预测原电池在新技术、新科技中的应用原电池与生物、物理知识相互渗透如生物电池、废旧电池的危害，化学能与电能的转化等都将是高考试题的热点之一.原电池电极反应式的书写感受鉴赏1(2010广东高考)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A正极反应为：Zn2e=Zn2B电池反应为：ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液解题指导 选 本题考查原电池，意在考查考生对原电池工作原理的分析能力该电池中Zn为负极，电极反应为：Zn2e=Zn2，Cu为正极，电极反应为：Cu22e=Cu，A项错误；电池总反应为：ZnCu2
6、=Zn2Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出经导线流向正极，C项正确；负极上由于Zn放电，ZnSO4溶液中Zn2的浓度增大，故盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液，D项错误BC2.(2011广东高三联考)电车所用电池一般为铅蓄电池，如图所示，这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为 PbPbO24H2SO24 2PbSO42H2O，则下列说法正确的是()A放电时：电流方向由 B 到 AB放电时：正极反应是 PbSO24 2e=PbSO4C充电时：铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连D充电时：阳极反应是 PbSO42H2O2e=PbO2SO24 4H解题指导 选(1)放电时：负极：P
7、bSO 242e=PbSO4正极：PbO24HSO24 2e=PbSO42H2O电子流向：负极导线 正极，电流方向由PbO2Pb.(2)充电时：阴极：PbSO42e=PbSO24阳极：PbSO42H2O2e=PbO24HSO24电子流向：电源负极导线 阴极D3(2010浙江高考)LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2LiFeS2e=Li2SFe，有关该电池的下列说法中，正确的是()ALiAl在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为1价B该电池的电池反应式为：2LiFeS=Li2SFeC负极的电极反应式为：Al3e=Al3D充电时，阴极发生的电极反应式为
8、：Li2SFe2e=2LiFeS解题指导 选本题考查原电池知识，意在考查考生分析新型原电池工作原理的能力从组成材料看，负极应该是单质锂，电极反应为：Lie=Li，A、C项不正确；充电时，阴极即为原电池的负极，但是反应恰好相反：Lie=Li，D项不正确B 4(2010安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解题指导 选 本题考查原电池
9、知识，意在考查考生的分析能力该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H22e=2H，H由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O24H4e=2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确D5(2010宁波质检)科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过其工作原理的示意图如下：请回答下列问题：(1)Pt(a)电极是电池的_极，电极反应式为_；Pt(b)电极发生_反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为_.(2)电
10、池的总反应方程式为_(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有_ mol.解题指导Pt(a)原料为 CH3OH 和水，产物为 CO2、H，根据 C 化合价由2 价升到4 价，失去 6 个电子，Pt(a)为负极；Pt(b)原料为 O2、H，产物为 H2O，O 化合价由 0 价降低为2 价，发生还原反应，为正极答案(1)负 CH3OHH2O6e=CO26H还原 O24H4e=2H2O(2)2CH3OH3O2=2CO24H2O(3)13思考领悟教师备课园地 拓展发现电极反应式的书写方法(1)一般电极反应式的书写(2)复杂反应式的书写原电池的设计与应用感受鉴赏1(2010海口
11、模拟)某学生欲完成Cu2Ag=2AgCu2反应，设计了下列四个实验，可行的是()解题指导 选 A项中Cu、Ag均不能与盐酸反应；B项Cu、Ag也均不与CuSO4溶液反应；D项Ag与CuSO4溶液也不反应故只有C项正确C2(2011辽宁大连)某原电池的电池反应为Fe2Fe3=3Fe2，与此电池反应不符的原电池是()A铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池C铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池D银片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池解题指导 选 由电池反应知：Fe失电子应作原电池负极，而正极反应为Fe3e=Fe2，要求电解液必为含Fe3
12、的盐溶液，且电极材料相对Fe较不活泼，从而得到答案此题考查了学生的逆向思维C3(2010宁夏模拟)在理论上不能用于设计成原电池的化学反应是()A4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3H0BCH3CH2OH(l)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H0CAl(OH)3(s)NaOH(aq)=NaAlO2(aq)2H2O(l)H0DH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H0解题指导 选 只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，故C不能C4(2009广东高考)可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极下列说法正
13、确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e=Al(OH)3 C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极解题指导 选 B项，以NaOH为电解液时，不应生成Al(OH)3沉淀，而应生成AlO2.C项，电解液的pH应减小D项，电子通过外电路从负极流向正极A5.(2011扬州模拟)控制适合的条件，将反应Fe3AgFe2Ag设计成如图所示的原电池下列判断不正确的是()A反应开始时，石墨棒作阳极，银棒作阴极B灵敏电流计的读数由小变大，再变小C
14、反应达化学平衡时，电流计读数最小D反应达化学平衡时，在乙烧杯中滴入一定量的NaCl溶液，电流计指针又将偏转.解题指导 选 原电池中两极称为正极和负极，A错误当反应达到平衡时，正逆反应的速率相等，此时电路中电流强度的和为0，故电流计的读数为0，B和C均正确D项中乙烧杯中加入NaCl溶液后，Ag的浓度改变，平衡移动，又产生电流，故电流计指针又将偏转，D正确A思考领悟教师备课园地 拓展发现设计制作化学电源的方法步骤(1)首先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应；(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液电极材料的选择在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极并且，原电池的电极必须导电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(如空气中的氧气)(3)按要求画出原电池装置图如根据以下反应设计的原电池：原理 装置图 化学反应：CuCl2Fe=FeCl2Cu 电极反应：负极：Fe2e=Fe2 正极：Cu22e=Cu
