第六章 课时3 原电池 化学电源

1、考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升课时课时3原电池化学电源原电池化学电源1了解原电池的工作原理。了解原电池的工作原理。2能写出电极反应式和电池反应方程式。能写出电极反应式和电池反应方程式。3了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解常见化学电源的种类及其工作原理。最新考纲最新考纲考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升考点一考点一原电池的工作原理及其应用原电池的工作原理及其应用1概念概念把把_转化为转化为_的装置。的装置。2构成条件构成条件原电池反应是自发的氧化还原反应。原电池反应是自发的氧化还原反应。有两个有两个_的电极。的电极。将电极插入将电极插入_中。中。形成

2、闭合回路。形成闭合回路。电能电能活泼性不同活泼性不同电解质溶液电解质溶液化学能化学能考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升3工作原理工作原理以锌铜原电池为例以锌铜原电池为例考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升电极名称电极名称负极负极正极正极电极材料电极材料_电极反应电极反应_反应类型反应类型_电子流向电子流向由由_沿导线流向沿导线流向_盐桥中盐桥中离子移向离子移向盐桥中含饱和盐桥中含饱和KCl溶液，溶液，_移向正极，移向正极，_移向负极移向负极原电池反原电池反应方程式应方程式_Zn2e=Zn2锌片锌片铜片铜片Cu22e=Cu氧化反应氧化反应还原反应还原反应ZnCu

3、KClZnCu2=Zn2Cu考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升4原电池原理的应用原电池原理的应用(1)用于金属的防护用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池的使被保护的金属制品作原电池的_而得到保护。例而得到保护。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。线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。(2)加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率一个一个_进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率率_。例如，在。例如，在Zn与稀与稀H2SO

4、4反应时加入少量反应时加入少量CuSO4溶液能使产生溶液能使产生H2的反应速率加快。的反应速率加快。正极正极自发自发增大增大考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升(3)比较金属活动性强弱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_的金属比作的金属比作_的金属活泼。的金属活泼。(4)设计制作化学电源设计制作化学电源首先将氧化还原反应分成两个半反应。首先将氧化还原反应分成两个半反应。根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料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。和电解质溶液。如：根据反应如：根据反应

5、2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2设计的原电池为：设计的原电池为：负极负极正极正极考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升探究思考探究思考1电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使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：用，说明原因：_。答案答案铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路铝的腐蚀，易造成电路断路2原电池内部阴、阳离子如何移动？为什么？原电池内部阴、阳离子如何移动？为什么？答案答案阴离子移向负极、阳离子移向正极，这是因为

6、负阴离子移向负极、阳离子移向正极，这是因为负极失电子，生成大量阳离子聚集在负极附近，致使该极极失电子，生成大量阳离子聚集在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子而使该极附近正极得电子，该极附近的阳离子因得电子而使该极附近正电荷减少，所以溶液中阳离子要移向正极。正电荷减少，所以溶液中阳离子要移向正极。考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升3.上述四套装置导线上能产生明显电流的是上述四套装置导线上能产生明显电流的是_。答案答案考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化

7、提升【示例示例1】 (2013江苏化学江苏化学，9)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航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，示器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如右。该电池工作时，下列说法意图如右。该电池工作时，下列说法正确的是正确的是 ()。AMg电极是该电池的正极电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的石墨电极附近溶液的pH增大增大D溶液中溶液中Cl向正极移动向正极移动考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升思维启迪思维启迪 解析解析MgH2O2海水电池，活泼金属海水电池，活泼金属(Mg)作负极

8、，作负极，发生氧化反应：发生氧化反应：Mg2e=Mg2，H2O2在正极在正极(石墨电石墨电极极)发生还原反应：发生还原反应：H2O22e=2OH(由于电解质为由于电解质为中性溶液，则生成中性溶液，则生成OH)，A项、项、B项错误，项错误，C项正确。由项正确。由于负极阳离子于负极阳离子(Mg2)增多，则增多，则Cl向负极移动平衡电向负极移动平衡电荷，荷，D错误。错误。答案答案C考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升【示例示例2】 (2011海南海南，12改编改编)根据下图，下列判断中正确根据下图，下列判断中正确的是的是 ()。考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升A烧

9、杯烧杯a中的溶液中的溶液pH升高升高B烧杯烧杯b中发生还原反应中发生还原反应C烧杯烧杯a中发生的反应为中发生的反应为2H2e=H2D烧杯烧杯b中发生的反应为中发生的反应为2Cl2e=Cl2解析解析由题给原电池装置可知，电子经过导线，由由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电电极流向极流向Fe电极，则电极，则O2在在Fe电极发生还原反应：电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯，烧杯a中中c(OH)增大，溶液的增大，溶液的pH升升高。烧杯高。烧杯b中，中，Zn发生氧化反应：发生氧化反应：Zn2e=Zn2。答案答案A考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升原电池正、负极判断

10、的原电池正、负极判断的“五个角度五个角度”考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升1下列有关原电池的判断中正确的是下列有关原电池的判断中正确的是 ()。A工作中原电池的负极发生还原反应工作中原电池的负极发生还原反应B原电池的正、负极材料不一定都参与反应原电池的正、负极材料不一定都参与反应C原电池的正极在放电后质量一定增加原电池的正极在放电后质量一定增加D原电池的正极是电子流出的一极原电池的正极是电子流出的一极解析解析原电池的负极发生氧化反应，原电池的负极发生氧化反应，A错误；原电池的错误；原电池的正、负极材料不一定都参与反应，正、负极材料不一定都参与反应，B正确；原电池的正极正确；

11、原电池的正极在放电后质量不一定增加，在放电后质量不一定增加，C错误；原电池的负极是电错误；原电池的负极是电子流出的一极，子流出的一极，D错误。错误。答案答案B考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升2下列关于如图实验装置的说法正确的是下列关于如图实验装置的说法正确的是 ()。A该装置电流表中没有电流通过该装置电流表中没有电流通过B铝箔是正极铝箔是正极C总反应为：总反应为：4Al3O26H2O=4Al(OH)3D电子从铝箔流出，经电流表、活性炭、滤纸回到铝箔电子从铝箔流出，经电流表、活性炭、滤纸回到铝箔解析解析这是一个由铝箔、活性炭、氯化钠溶液组成的原电这是一个由铝箔、活性炭、氯化钠

12、溶液组成的原电池装置，铝箔为负极；电流表中有电流通过；电子不能在池装置，铝箔为负极；电流表中有电流通过；电子不能在电解质溶液中移动。电解质溶液中移动。答案答案C考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升3(2013全国新课标全国新课标，10)银质器皿日久表面会逐渐变银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电化学原理可进行如的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是正确

13、的是 ()。A处理过程中银器一直保持恒重处理过程中银器一直保持恒重B银器为正极，银器为正极，Ag2S被还原生成单质银被还原生成单质银C该过程中总反应为该过程中总反应为2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色转化为白色AgCl考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升解析解析本题要注意运用本题要注意运用“电化学原理电化学原理”这个关键词，由题这个关键词，由题干信息可知干信息可知Ag、Al、食盐溶液构成原电池，、食盐溶液构成原电池，Ag2S 是氧化是氧化剂，作正极，发生还原反应生成银单质，剂，作正极，发生还原反应生成银单质，B项正确，

14、项正确，A项项错误。错误。C项忽视了项忽视了Al2S3在水溶液中发生水解相互促进反在水溶液中发生水解相互促进反应，正确的方程式应为应，正确的方程式应为2Al3Ag2S6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S。D项中没有化合价的变化，不符合电项中没有化合价的变化，不符合电化学原理。化学原理。答案答案B考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升电极反应式书写的三个步骤电极反应式书写的三个步骤考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升考点二化学电源的种类及工作原理考点二化学电源的种类及工作原理1分类分类考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升2一次电池一次电池(以碱性

15、锌锰干电池为例以碱性锌锰干电池为例)碱性锌锰干电池的工作原理如图：碱性锌锰干电池的工作原理如图：考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升3二次电池二次电池(以铅蓄电池为例以铅蓄电池为例)考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升(1)放电时的反应：放电时的反应：负极反应：负极反应：_正极反应：正极反应： _ _总反应：总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。(2)充电时的反应：充电时的反应：阴极反应：阴极反应：_阳极反应：阳极反应：_总反应：总反应：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq

16、)。PbSO42(aq)2e=PbSO4(s)PbO2(s)4H(aq)SO42(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)PbSO4(s)2e=Pb(s)SO42(aq)PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO42(aq)考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升4燃料电池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。性两种。种类种类酸性酸性碱性碱性负极反应式负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式正极反应式_ _O22H2O4e=4OH电池总反应式电池总反应式2H2O

17、2=2H2OO24e4H=2H2O考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升探究思考探究思考1(1)氢氧燃料电池以氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的，溶液的pH_。(填填“减小减小”、“增大增大”或或“不变不变”)(2)氢氧燃料电池以氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的，溶液的pH_。(填填“减小减小”、“增大增大”或或“不变不变”)答案答案(1)减小减小减小减小(2)减小增大

18、减小增大考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升2以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式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：的书写方法：(1)酸性条件酸性条件燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O24H4e=2H2O 2，得燃料电池负极反应式：，得燃料电池负极反应式：_。(2)碱性条件碱性条件燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O 燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O22H2O4e=4OH 2，得燃料电池负极反应式：，得燃料电池负极

19、反应式：_。考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升(3)固体电解质固体电解质(高温下能传导高温下能传导O2)燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O24e=2O2 2，得燃料电池负极反应式：，得燃料电池负极反应式：_。(4)熔融碳酸盐熔融碳酸盐(如：熔融如：熔融K2CO3)环境下环境下电池总反应式：电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 正极电极反应式：正极电极反应式：O22CO24e=2CO32 2，得燃料电池负极反应式：，得燃料电池负极反应式：_。答案答案(1)CH48e2H2O=CO28H(2)CH41

20、0OH8e=CO327H2O(3)CH44O28e=CO22H2O(4)CH44CO328e=5CO22H2O考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升【示例示例3】 (2013安徽理综安徽理综，10)热热激活电池可用作火箭、导弹的激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为基本结构如图所示，其中作为电解质的无水电解质的无水LiClKCl混合混合物受热熔融后，电池即可瞬间物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：输出电能。该电池总反应为：PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是下列

21、有关说法正确的是 ()。考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升A正极反应式：正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，放电过程中，Li向负极移动向负极移动C每转移每转移0.1 mol电子，理论上生成电子，理论上生成20.7 g PbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转偏转科学审题科学审题 考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升解析解析正极应得到电子发生还原反应，正极应得到电子发生还原反应，A错误；放电时错误；放电时为原电池，阳离子移向正极，为原电池，阳离子移向正极，B错误；每转移错误；每转移0.1

22、mol电电子，根据转移电子守恒，应生成子，根据转移电子守恒，应生成0.05 mol Pb，质量为，质量为10.35 g，C错误；常温下，电解质不能熔融形成自由移错误；常温下，电解质不能熔融形成自由移动的离子，所以不能导电，故指针不偏转，动的离子，所以不能导电，故指针不偏转，D正确。正确。答案答案D考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升【示例示例4】 (1)2013四川四川，11(4)以以Al和和NiO(OH)为电极，为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为转化为Ni(OH)2该电池反应的化学方程式是该电池反应的化

23、学方程式是_。(2)2012海南海南，13(4)肼肼空气燃料电池是一种碱性电空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为池，该电池放电时，负极的反应式为_。(3)2012山东山东，28(5)利用反应利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备可制备CuSO4，若将该反应设，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为计为原电池，其正极电极反应式为_。考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升解析解析(1)由于由于NaOH溶液的存在，溶液的存在，Al被氧化生成被氧化生成NaAlO2而而不是生成不是生成Al(OH)3，故电池反应的化学方程式为：，故电池反应的化学方

24、程式为：Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2。(2)该燃料电池中该燃料电池中N2H4在负极发生氧化反应，其电极反应式在负极发生氧化反应，其电极反应式为为N2H44OH4e=4H2ON2。(3)电池反应的总方电池反应的总方程式为程式为2CuO24H=2Cu22H2O，负极电极反应式，负极电极反应式为为2Cu4e=2Cu2，将电池反应的总方程式与负极电极，将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式：反应式相减得正极电极反应式：4HO24e=2H2O。答案答案(1)Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2(2)N2H44OH4e=4H

25、2ON2(3)4HO24e=2H2O考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升1(2013济南期末济南期末)有一种新型燃料电池使用两块吸附气体的有一种新型燃料电池使用两块吸附气体的海绵状金属作电极插入海绵状金属作电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通溶液中，然后向两极分别通入入CH4和和O2，其电极反应为，其电极反应为X极：极：CH410OH8e=CO327H2O；Y极：极：2H2OO24e=4OH。下。下列说法中，错误的是列说法中，错误的是 ()。A通入甲烷的一极为电池的负极通入甲烷的一极为电池的负极B放电一段时间后，电解质溶液中放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量浓的物质

26、的量浓度不变度不变C在标况下，通入在标况下，通入5.6 L氧气，完全反应后，有氧气，完全反应后，有1 mol电电子发生转移子发生转移考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升D放电时，放电时，1 mol甲烷在甲烷在X极反应时有极反应时有2 mol氧气在氧气在Y极极反应反应解析解析由题意知电池总反应为由题意知电池总反应为CH42O22OH=CO323H2O，反应过程中消耗，反应过程中消耗OH，故，故KOH的物的物质的量浓度减小，选质的量浓度减小，选B。答案答案B考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升2(2013全国新课标理综全国新课标理综，11)“ZEBRA”蓄电池的结构

27、如图蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制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作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是 ()。考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升A电池反应中有电池反应中有NaCl生成生成B电池的总反应是金属钠还原三价铝离子电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C正极反应为正极反应为NiCl22e=Ni2ClD钠离子通过钠离子导体在两电极间移动钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析解析该电池总反应为：该电池总反应为：2NaNiCl2=2NaClNi，因，因此有此有NaCl生

28、成，生成，A项正确；电池总反应为项正确；电池总反应为Na还原还原Ni2，B项错误；正极为项错误；正极为NiCl2发生还原反应：发生还原反应：NiCl22e=Ni2Cl，C项正确；钠离子通过钠离子导体由负极移向项正确；钠离子通过钠离子导体由负极移向正极，正极，D项正确。项正确。答案答案B考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升3(2013合肥质检合肥质检)(1)碱性锌锰干电池的碱性锌锰干电池的剖面图如图所示，已知电池放电后的产剖面图如图所示，已知电池放电后的产物是物是Zn(OH)2和和MnOOH，则其总反应，则其总反应式为式为_，正极，正极反应式为反应式为_。电池中的锌粉能和电池中的锌粉能和KOH发生反应，该反应类似于铝粉与发生反应，该反应类似于铝粉与KOH的反应，其化学方程式是的反应，其化学方程式是_，因此电池长时间不用会发生体积的膨胀和漏液。因此电池长时间不用会发生体积的膨胀和漏液。考点考点 深度突破深度突破素养素养 优化提升优化提升(2)用高铁用高铁()酸盐设计的高铁酸盐设计的高铁()电池是一种新型可充电电电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应为溶液，放电时的总反应为3Zn2K2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。写出正极反应式：写出正极反应式：_。用高铁用高铁()电池作电源，以电池