原电池原理分析

1、原电池结构分析及相关考点练习考点一 原电池及其工作原理夯实基础1概念把转化为的装置。2形成条件(1) 一看反应：看是否有能自发进行的发生。(2) 二看两电极：一般是。(3) 三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：；。3工作原理(以下图铜锌原电池为例)电极材料锌铜电极名称电极反应反应类型电子流向电子从流出经外电路流入离子流向阳离子流向极，阴离子流向极思考：(1) 原电池内部阴、阳离子如何移动？为什么？(2) 两个半电池构成的原电池中，盐桥的作用是什么？考点练习：一、对原电池构成条件的考查A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s)BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)、对原电池工作原理的考查3. 如下图是Zn和Cu组成的原电池示意图，某小组做完该实验后，在读书卡片上作了如下记录，其中合理的是()稀硫酸卡片：No.10 Date： 20143 11实验记录：导线中电流方向：锌一铜。 铜极上有气泡产生。 锌片变薄。实验结论：Zn为正极，Cu为负极。 铜比

2、锌活泼。 H+向铜片移动。A.B.C.D.4. 如右图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡，小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现 象是()A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜小结： 原电池中的三个方向(1) 电子方向：电子从负极流出经外电路流入正极；(2) 电流方向：电流从正极流出经外电路流入负极；(3) 离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移三、对原电池正、负极判断的考查5如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P 物质，其中可以成立的是()MNPAZnCu稀 H2SO4BCuFe稀HC1CAgZnAgNO3溶液DZnFeFe(NO3)3 溶液B. 中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e-=6OH-+3H2 fC. 中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=F+D. 中Cu作正极，电极反应式为2H+2e-=Hj 小结：原电池正、负极的判断方法说明：原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定

3、作负极的思维定势。考点二 原电池工作原理的四大应用夯实基础1设计制作化学电源(1) 首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2) 根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 2比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作的金属比作的金属活泼。3加快氧化还原反应的速率一个进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率。例如，在Zn与稀H2SO4反应时 加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。4用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。思考：(1) X、Y两种金属用导线连接置于稀H2SO4中，发现X极溶解，Y极上有气泡产生，则X、Y 的活动性谁强？(2) 为了保护海水中的钢铁闸门，需要连接某种金属，你认为该金属的活动性应比铁的活动性强还是弱？(3) 依据原电池原理将反应Fe + 2FeCl3=3FeCl2设计成一个原电池。考点练习：3.把适合题意的图像填在横线上(用 A、B、C、D 表示)ABCD(1) 将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，

4、同时向a中加入少量的CuSO4溶1.某原电池总反应为：Cu+2Fe3+=nCd2 +2Fe2 +,下列能实现该反应的原电池是()ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液叫Fe(NO3)2CuSO”4Fe(SO)o2、“32电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，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,说明原因：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，则图像是小结： 改变Zn与H+反应速率的方法(1) 加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入 CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H+的相对量多少判断。(2) 加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H +反应，使c(H+)减小，反应速率减小，但不影响 产生h2的量。考点三 化学电源夯实基础1 . 一次电池(碱性锌锰干电池) 碱性

5、锌锰干电池的工作原理如图负极(Zn)，电极反应式：Zn2OH2e=Zn(OH)2正极(MnO2)，电极反应式：2MnO 2H O2e=2MnOOH2OH22总反应：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH2二次电池(以铅蓄电池为例)(1) 放电时的反应 负极反应： PbSO422e=PbSO4 正极反应： PbO24HSO422e=PbSO42H2O 总反应： PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O(2) 充电时的反应 阴极反应： PbSO42e=PbSO24 阳极反应： PbSO42H2O2e=PbO24HSO42 总反应： 2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4 3燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种(1)可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？(2)锂离子电池的总反应为Li + LiMn204放电 Li2Mn2O4，请写出该电池的正极反应。 2 4 充电 22 4考点练习：一、原电池电极反应式的书写1查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为 CO2，但实际乙

6、醇被氧化为 X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH2e-=X+2 H+。下列说法中正确的是（）A.电池内部H+由正极向负极移动B另一极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-DC.乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极电池总反应为： 2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O 2热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如下图所示，其中作为电解质的无水 LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是（ -唆嘏铅也战 kjtjKLiCL-KCI卜电池克A. 正极反应式：Ca+2C1-2e-=CaCB. 放电过程中，Li+向负极移动C. 每转移O.lmol电子，理论上生成20.7gPbD. 常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转、不同介质时燃料电池电极反应式书写的影响3. （1）以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法: 酸性条件燃料电池总反应式：CH4+2O2=Cq+2H2O燃料电池正极反应式：负极反应式为 碱性条

7、件燃料电池总反应式：CH4+2O2+2NaOH=Na,CO3+3电0燃料电池正极反应式：负极反应式为（2）固体电解质（高温下能传导 O2）燃料电池总反应式：CH4+2O2=Cq+2H2O 燃料电池正极反应式：O2+4e-=20- 负极反应式为小结： 书写原电池电极反应式的思维模型(1)一般电极反应式书写的“三步骤”ySS_ 负扱发生轧化反应_融抑反应的壷戦I标甲厂11L披发生还輙应J和得怩屯子数r在电斛质幕液的环境中娶出成穂定的电概 产瓠即IKOH-IW辱是否案加反应 、遵守lb荷守恒、质昂守恒、电子守恒两式加验息式两电极反应丈扣抑T与总反应式对煦瓏证(2)复杂电极反应式的书写复杂电极 反应式总反应式较简单一极的 电极反应式注意：作为燃料电池，充入氧气的一极一定是正极，另外一极为负极。真题重组：一、原电池工作原理1. (2013新课标全国卷II .11) “ZEBRA”蓄电池的结构如下图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是 ()I- 1 +A. 电池反应中有NaCl生成B. 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C. 正极

8、反应为：NiCl2+2e-=Ni+2Cl-D. 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动2. (2013江苏高考9)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解 质溶液，示意图如图。该电池工作时，下列说法正确的是()A. Mg 电极是该电池的正极B. H2O2在石墨电极上发生氧化反应C. 石墨电极附近溶液的pH增大D. 溶液中C卜向正极移动、原电池电极反应式的书写3. (2012.四川理综Il)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为:O=C斗COOH+4H +。下列有关说法正确的是()检测时，电解质溶液中的H+向负极移动CH3CH2OH4eH2A.B.若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为: CH3CH2OHO2=CH3COOHH2O正极上发生的反应为: O24e2H2O=4OH4 . (2011.课标11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe + Ni2O3 +3H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是()D.A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe(OHC. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为 2Ni(OH)2+2OH2e=Ni2O3 + 3H2O5. (1)2012海南.13肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为。(2)2012新课标全国卷26节选与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电 池， K2FeO4 在电池中作为正极材料，其电极反应为，该电池总反应的离子方程式为。2012.江苏.20(3)

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