高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 2 原电池 化学电源课件.ppt

第二节原电池化学电源 考点一考点一 原电池的工作原理原电池的工作原理 【核心知识通关】【核心知识通关】1.1.概念及反应本质：概念及反应本质：把把_转化为转化为_的装置，其本质是发生了的装置，其本质是发生了_反应化学能化学能电能电能氧化氧化还原还原2.2.构成条件：构成条件：反应反应能发生能发生_的氧化还原反应的氧化还原反应( (一一般是活泼性强的金属与电解质溶液反般是活泼性强的金属与电解质溶液反应应) )电极电极一般是活泼性不同的两电极一般是活泼性不同的两电极( (金属或金属或_)_)自发进行自发进行石墨石墨闭合回路闭合回路形成需三个条件：形成需三个条件：_；两电极直接或间接两电极直接或间接接触；接触；两电极插入两电极插入_中中电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液3.3.工作原理工作原理( (可用简图表示如下可用简图表示如下) )：(1)(1)电子移动方向电子移动方向锌锌_电子逐渐溶解变成电子逐渐溶解变成ZnZn2+2+进入溶液，电子从进入溶液，电子从_极极经导线流入经导线流入_极2)(2)离子移动方向离子移动方向阴离子向阴离子向_极移动极移动( (如如 ) )，阳离子向，阳离子向_极移动极移动( (如如ZnZn2+2+和和H H+ +，溶液中，溶液中H H+ +在在_极上得电子形成氢气在铜片极上得电子形成氢气在铜片上冒出上冒出) )。

失失负负正正负负正正正正(3)(3)两极电极反应式两极电极反应式负极负极( (锌极锌极) )：_(_(氧化反应氧化反应) )正极正极( (铜极铜极) )：_(_(还原反应还原反应) )总反应：总反应：Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 24.4.单液原电池和双液原电池对比：单液原电池和双液原电池对比：比较项目比较项目单液原电池单液原电池双液原电池双液原电池相同点相同点正负极，电极反应，总反应式，正负极，电极反应，总反应式，电极现象电极现象比较项目比较项目单液原电池单液原电池双液原电池双液原电池不不同同点点能量能量变化变化化学能转化为化学能转化为_化学能只转化化学能只转化为为_反应反应区域区域两极反应在相同两极反应在相同区域区域两极反应在不同两极反应在不同区域区域电能和热能电能和热能电能电能【特别提醒】【特别提醒】(1)(1)只有氧化还原反应才能设计成原电池只有氧化还原反应才能设计成原电池2)(2)活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。

化反应3)(3)电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥4)(4)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数5)(5)原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快高考模拟精练】【高考模拟精练】1.(20161.(2016玉溪模拟玉溪模拟) )下图各个装置中能组成原电池的下图各个装置中能组成原电池的是是( () )【解析】【解析】选选B BA A中两极电极材料相同，错误；中两极电极材料相同，错误；C C中酒精中酒精是非电解质，不能构成闭合回路，错误；是非电解质，不能构成闭合回路，错误；D D中两个烧杯中两个烧杯也不能构成闭合回路，错误也不能构成闭合回路，错误2.(20152.(2015天津高考天津高考) )锌铜原电池装置如图所示，其中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叙述正确的是( () )A.A.铜电极上发生氧化反应铜电极上发生氧化反应B.B.电池工作一段时间后，甲池的电池工作一段时间后，甲池的c( )c( )减小减小C.C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D.D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡溶液中电荷平衡【解析】【解析】选选C C。

由锌铜原电池原理可知，锌电极为负由锌铜原电池原理可知，锌电极为负极，失电子，发生氧化反应，铜电极为正极，得电极，失电子，发生氧化反应，铜电极为正极，得电子，发生还原反应，子，发生还原反应，A A项错误；阳离子交换膜只允许阳项错误；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，两池中离子和水分子通过，两池中c( )c( )不变，不变，B B项错误；项错误；电池工作过程中电池工作过程中ZnZn2+2+由甲池通过阳离子交换膜进入乙由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中池，乙池中CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu，其溶液中的离子转换为，其溶液中的离子转换为CuCu2+2+ZnZn2+2+，摩尔质量，摩尔质量M(CuM(Cu2+2+)M(Zn)M(Zn2+2+) )，乙池溶液的总，乙池溶液的总质量增加，质量增加，C C项正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水项正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电池工作过程中分子通过，电池工作过程中ZnZn2+2+由甲池通过阳离子交换由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液的电荷平衡，阴离子并不通过交膜进入乙池保持溶液的电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，换膜，D D项错误。

项错误3.(20153.(2015安徽高考节选安徽高考节选) )常温下，将除去表面氧化膜常温下，将除去表面氧化膜的的AlAl、CuCu片插入浓片插入浓HNOHNO3 3中组成原电池中组成原电池( (图图1)1)，测得原电，测得原电池的电流强度池的电流强度(I)(I)随时间随时间(t)(t)的变化如图的变化如图2 2所示，反应过所示，反应过程中有红棕色气体产生程中有红棕色气体产生0 0t t1 1时，原电池的负极是时，原电池的负极是AlAl片，此时，正极的电极反片，此时，正极的电极反应式是应式是_，溶液中的溶液中的H H+ +向向_极移动，极移动，t t1 1时，原电池中电子流动时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是方向发生改变，其原因是_解析】【解析】原电池的正极是硝酸发生还原反应：原电池的正极是硝酸发生还原反应：2H2H+ + + +e+e- -=NO=NO2 2+H+H2 2O O，原电池中的阳离子移向正极原电池中的阳离子移向正极t t1 1时时电子流动方向发生改变，则原电池的正、负极发生改电子流动方向发生改变，则原电池的正、负极发生改变，原因是铝表面生成了氧化膜而不再参加反应，此变，原因是铝表面生成了氧化膜而不再参加反应，此时铜作负极。

时铜作负极答案：答案：2H2H+ + +e+ +e- -=NO=NO2 2+H+H2 2O O正铝在浓硝酸中正铝在浓硝酸中发生钝化，表面生成了氧化膜阻止了发生钝化，表面生成了氧化膜阻止了AlAl的进一步反应的进一步反应【加固训练】【加固训练】1.1.如图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是如图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是 ( () )A.A.电子由电子由ZnZn极流向极流向CuCu极极B.B.该装置的总反应为该装置的总反应为Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+CuC.C.一段时间后，一段时间后，A A池带正电荷，池带正电荷，B B池带负电荷池带负电荷D.D.取出盐桥，电流计指针不再偏转取出盐桥，电流计指针不再偏转【解析】【解析】选选C C铜锌原电池中锌为负极，铜为正极，电铜锌原电池中锌为负极，铜为正极，电子由子由ZnZn极移向极移向CuCu极；原电池总反应为极；原电池总反应为Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+ +CuCu；取出盐桥，原电池中闭合回路断开，不再存在电；取出盐桥，原电池中闭合回路断开，不再存在电流，电流表指针不偏转；盐桥中阳离子移向流，电流表指针不偏转；盐桥中阳离子移向B B池，阴离池，阴离子移向子移向A A池，池，A A池和池和B B池中溶液仍然保持电中性。

池中溶液仍然保持电中性2.(20162.(2016蚌埠模拟蚌埠模拟) )流动电池的流动电池的主要特点是可以通过电解质溶液主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定北京化工大学新开发的一种流周围溶液浓度的稳定北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为动电池如图所示，电池总反应为Cu+PbOCu+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=CuSOCuSO4 4+PbSO+PbSO4 4+2H+2H2 2O O下列说法不正确的是下列说法不正确的是( () )A.aA.a为负极，为负极，b b为正极为正极B.B.该电池工作时该电池工作时PbOPbO2 2电极附近溶液的电极附近溶液的pHpH增大增大C.aC.a极的电极反应为极的电极反应为Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+D.D.调节电解质溶液的方法是补充调节电解质溶液的方法是补充CuSOCuSO4 4【解析】【解析】选选D DA A项，根据电池总反应：项，根据电池总反应：Cu+PbOCu+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=CuSO=CuSO4 4+PbSO+PbSO4 4+2H+2H2 2O O可得铜作负极，可得铜作负极，PbOPbO2 2作正极，正作正极，正确；确；B B项，该电池工作时项，该电池工作时PbOPbO2 2电极发生的反应为电极发生的反应为PbOPbO2 2+ +4H4H+ + +2e+ +2e- -=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O O，消耗了溶液中的，消耗了溶液中的H H+ +，故，故溶液的溶液的pHpH增大，正确；增大，正确；C C项，铜电极的电极反应为项，铜电极的电极反应为Cu-Cu-2e2e- -=Cu=Cu2+2+，正确；，正确；D D项，通过总反应可以看到项，通过总反应可以看到H H2 2SOSO4 4参加了反应，故应补充参加了反应，故应补充H H2 2SOSO4 4，错误。

错误3.3.某小组设计如图装置某小组设计如图装置( (盐桥中盛有浸泡了盐桥中盛有浸泡了KNOKNO3 3溶液的溶液的琼脂琼脂) )研究电化学原理下列叙述正确的是研究电化学原理下列叙述正确的是( () )A.A.银片为负极，发生的反应为银片为负极，发生的反应为AgAg+ +e+e- -=Ag=AgB.B.进行实验时，琼脂中进行实验时，琼脂中K K+ +移向移向Mg(NOMg(NO3 3) )2 2溶液溶液C.C.用稀硫酸代替用稀硫酸代替AgNOAgNO3 3溶液，可形成原电池溶液，可形成原电池D.D.一段时间后，两电极的质量都减少一段时间后，两电极的质量都减少【解析】【解析】选选C C从图来看，该装置为从图来看，该装置为Mg-AgMg-Ag的原电池，的原电池，在该原电池中镁作负极，失电子形成镁离子，在该原电池中镁作负极，失电子形成镁离子，A A错误；错误；银电极一侧得到电子，析出银单质，所以盐桥中的银电极一侧得到电子，析出银单质，所以盐桥中的K K+ +往右侧硝酸银溶液迁移，往右侧硝酸银溶液迁移，B B错误；若把硝酸银换成稀硫错误；若把硝酸银换成稀硫酸，酸，H H+ +在银电极处得到电子生成氢气，同样可以构成在银电极处得到电子生成氢气，同样可以构成原电池，原电池，C C正确；原电池工作一段时间后，负极质量减正确；原电池工作一段时间后，负极质量减少，正极质量增加，少，正极质量增加，D D错误。

错误4.(20164.(2016聊城模拟聊城模拟)SO)SO2 2、COCO、COCO2 2、NONOx x是对环境影响是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。