2021高考总复习·化学全国通用一轮知识点复习6.3 化学能转化为电能——原电池（讲义+教师用书+同步测试） (共3份打包)

第3节　化学能转化为电能——原电池 　原电池的工作原理 [知识梳理] 1．概念：将化学能转化为电能的装置。 2．构成条件 (1)能自发地发生氧化还原反应。 (2)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。 ①负极：一般为活泼性较强的金属。 ②正极：一般为活泼性较弱的金属或能导电的非金属。 (3)形成闭合回路，即需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。 3．工作原理(以铜锌原电池为例) (1)反应原理 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn － 2e－=== Zn2＋ Zn －2e－===Zn2＋ Cu2＋＋ 2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由 Zn沿导线流向 Cu 盐桥中离 子移向 盐桥中含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 原电池反应方程式 Zn ＋ Cu2＋===Zn2＋＋ Cu (2)两个装置的比较 装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。 4．盐桥原电池的组成和作用 (1)盐桥原电池中半电池的构成条件：电极金属和其对应的盐溶液。一般不要任意替换成其他阳离子盐溶液，否则可能影响效果。盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 (2)盐桥的作用 ①连接内电路，形成闭合回路； ②平衡电荷，使原电池不断产生电流。 5．三个方向 电子移动方向 从负极流出沿导线流入正极 电流方向 从正极沿导线流向负极 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移 (1)只有释放能量的氧化还原反应才能设计成原电池。 (2)活泼性强的金属不一定做负极，但负极一定发生氧化反应。 (3)电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。 (4)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。 (5)原电池的反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快。 [自主检测] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极。(　　) (2)在原电池中，负极材料一定比正极材料活泼。(　　) (3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。(　　) (4)带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池电流持续时间长。(　　) (5)电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，是因为铜导线价格高，尽量节省成本。(　　) (6)原电池内部阳离子移向负极。(　　) (7)带盐桥的原电池中，可用金属代替盐桥。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)× 2．下列装置可以形成原电池的是________，并写出形成原电池的电极材料及电极反应式： 正极：____________________________________________________________； 负极：________________________________________________________。 答案：B　Ag，2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu，Cu－2e－===Cu2＋ 3．Mg­AgCl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－===Ag C．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↑ 解析：选B。该电池中Mg做负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2＋，A项正确；正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B项错误；电池放电时，Cl－由正极向负极迁移，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。 演练一　原电池的工作原理 1．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示(　　) A．铜棒的质量　　　　　　　 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO) 解析：选C。铜锌原电池正极(铜棒)和负极(锌棒)的电极反应式分别是2H＋＋2e－===H2↑、Zn－2e－===Zn2＋。由于铜棒上生成的氢气逸出，铜棒不参与反应，故铜棒的质量保持不变，故A项错误；随着反应的进行，溶液中c(Zn2＋)逐渐增大，c(H＋)逐渐减小，故B项错误，C项正确；铜锌原电池的总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，放电过程中c(SO)保持不变，故D项错误。 2.(2020·长沙一模)一种光化学电池的结构如图所示，电池总反应为AgCl(s)＋Cu＋(aq)===Ag(s)＋Cu2＋(aq