高中化学 第四章 电化学基础 重难点一 原电池的工作原理（含解析）新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。重难点一 原电池的工作原理一、原电池1定义：把化学能转化为电能的装置2装置构成：自发的氧化还原反应；两个活泼性不同的金属(或一种是非金属导体)；闭合回路；电解质溶液3正负极的定义及判断：（1）定义：负极：电子流出的一极；正极：电子流入的一极（2）正负极判断方法：由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强5根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱根据某电极附近pH的变化判断：电极附近近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱4电流及电子移动方向判断：外电路：电子移动方向，负极正极；电流方向，正极负极；内电路：离子迁移方向，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；电流方向：负极正极【重难点点睛】盐桥的作用：使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；平衡电荷，使装置能产生持续、稳定的电流。【重难点指数】 【重难点考向一】原电池的装置和工作原理 【例1】如图为一原电池的结构示意图，下列说法不正确的是()A原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+Zn2+CuB原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C若将Cu电极改为Fe电极，CuSO4溶液改为FeSO4溶液，Zn电极仍作负极D盐桥中装有琼脂-饱和氯化钾溶液，则盐桥中的K+移向ZnSO4溶液【答案】D【解析】A该原电池中，负极上锌失电子生成锌离子，正极上铜离子得到生成铜，电池反应式为：Zn+Cu2+=Zn2+Cu，故A正确；B该原电池中，易失电子的锌作负极，负极上锌失电子生成锌离子，发生氧化反应，故B正确；C如果将Cu电极改为Fe电极，锌的活泼性大于铁，所以Zn电极依然作负极，故C正确；D原电池工作时，阳离子向正极移动，即盐桥中的K+移向CuSO4溶液，故D错误；故选D。【重难点点睛】锌比铜活泼，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为Cu2+2e-=Cu，原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，以此解答【重难点考向二】 原电池的构成条件【例2】下列关于原电池的叙述正确的是()A构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B原电池的电极不一定参与电极反应C在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D原电池放电时，电流的方向是从负极到正极【答案】B【名师点睛】考查原电池原理，会根据得失电子判断化学反应类型、电极名称、电子流向，电流流向等，具体分析：A原电池的正极和负极可能是两种不同的金属；B燃料电池是气体参加反应，电极本身不参与反应；C原电池是把化学能转变为电能的装置，原电池放电时，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流下正极；D原电池中电子流出的一端电极为负极，电流方向和电子流向相反。【重难点考向三】 电极反应式的书写及离子的移动方向【例3】Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B正极反应式为Ag+e-=AgC电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2【答案】B【解析】A活泼金属镁作负极，失电子发生氧化反应，反应式为：Mg-2e-=Mg2+，故A正确；BAgCl是难溶物，其电极反应式为：2AgCl+2e-2C1-+2Ag，故B错误；C原电池放电时，阴离子向负极移动，则Cl-在正极产生由正极向负极迁移，故C正确；D镁是活泼金属与水反应，即Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2，故D正确；故选B。【名师点睛】考查原电池工作原理，注意常见物质的性质，如镁的还原性以及银离子的氧化性是解题的关键，Mg-AgCl电池中，活泼金属Mg是还原剂、AgCl是氧化剂，金属Mg作负极，正极反应为：2AgCl+2e-2C1-+2Ag，负极反应式为：Mg-2e-=Mg2+，据此分析。1如图所示装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒关于此装置的下列叙述中，不正确的是()AN上有气体放出 BM为负极，N为正极 C导线中有电流通过，电流方向是由M到N D该装置是化学能转变为电能的装置 【答案】C【名师点睛】考查原电池工作原理，注意根据金属的活泼性判断电极，原电池中活泼金属为负极，失去电子，则M为负极；溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2，则N为正极；电流方向与电子流向相反，应由正极(N)流向负极(M)，据此进行解答。2如图是镁一空气燃料电池工作原理示惫图，电池总反应为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2下列有关该电池的说法正确的是()Aa极为负极，发生还原反应 Bb电极上电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-C工作时电子由b极经外电路流向a极 D该装置实现了电能转化成化学能【答案】B【解析】A通入氧气的一极b为原电池的正极，则a为负极，发生氧化反应，故A错误；B该电池的正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；C通入氧气的电极是正极，所以a是负极、b是正极，电子从负极a沿导线流向正极b，故C错误；D该电池为燃料电池，是将化学能转化为电能的装置，故D错误；故选B。【名师点睛】考查化学电源新型电池，该电池为燃料电池，是将化学能转化为电能的装置，镁燃料电池中，镁的一极为电源的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，电子由负极经外电路流向正极，据此分析解答。3(双选)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液下列说法正确的是()AZn为电池的负极 B正极反应式为2FeO42-+10H+6e-=Fe2O3+5H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D电池工作时OH-向负极迁移【答案】AD【名师点睛】考查原电池知识，某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液，原电池发生工作时，Zn被氧化，为原电池的负极，K2FeO4具有氧化性，为正极，碱性条件下被还原生成Fe(OH)3，结合电极方程式以及离子的定向移动解答该题。4某研究性学习小组设计了用化学电源使LED灯发光的装置，示意图如图下列说法不正确的是()A锌是负极，电子从锌片经导线流向铜片.B氢离子在铜片表面被还原C锌质量减少65g时，铜电极表面析出氢气是22.4LD装置中存在“化学能电能光能”的转换【答案】C5研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超长性能铝离子电池，充放电时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，其放电工作原理如图所示下列说法正确的是()A放电时，电子由石墨(Cn)电极经用电器流向铝电极B放电时，有机阳离子向铝电极方向移动C充电时，铝电极上发生氧化反应D放电时，负极的电极反应为：Al-3e-+7AlCl4-4Al2Cl7-【答案】D【解析】A放电时，铝是活泼金属为负极，不活泼石墨为正极，电子由负极铝流出，经用电器流向正极石墨，故A错误；B原电池中阳离子向正极移动，所以有机阳离子向石墨电极方向移动，故B错误；C充电时，铝电极作阴极，发生还原反应，电极方程式为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-，故C错误；D放电时，铝为负极，被氧化生成Al2Cl7-，电极方程式为Al-3e-+7AlCl4-4Al2Cl7-，故D正确；故选D。【名师点睛】由示意图可知放电时铝为负极，被氧化生成Al2Cl7-，电极方程式为Al+7AlCl4-3e-4Al2Cl7-，正极反应为3CnAlCl4+3e-=