专题6.28 原电池 化学电源-2022新高考化学【步步高】大一轮复习讲义（苏教版）冀word

第28讲　原电池　化学电源 复习目标　1.理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。体会研制新型电池的重要性。3.能够认识和书写新型化学电源的电极反应式。 考点一　原电池的工作原理及应用 1．原电池的概念及构成条件 (1)定义：把化学能转化为电能的装置。 (2)原电池的形成条件 ①能自发进行的氧化还原反应。 ②两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。 ③形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。 2．工作原理(以锌铜原电池为例) 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 电极质量变化 减小 增大 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 盐桥作用 a.连接内电路形成闭合回路 b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流 3.电极的判断 4．原电池的应用 (1)设计制作化学电源 (2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 (3)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 (1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池(×) 错因：该反应不是氧化还原反应，没有电子转移。 (2)Mg—Al形成的原电池，Mg一定作负极(×) 错因：若是酸性介质Mg作负极，若是碱性介质Al作负极。 (3)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长(√) (4)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极(×) 错因：电子不进入溶液，溶液中阴阳离子定向移动形成电流。 (5)在Cu|CuSO4|Zn原电池中，正电荷定向移动的方向就是电流的方向，所以Cu2＋向负极移动 (×) 错因：在外电路中电流由正极流向负极，而在电解质溶液中，阳离子都由负极移向正极。 活泼性强的金属一定是原电池的负极吗？ 答案　不一定。一般在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义： (1)“活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。 (2)在大部分原电池反应中，金属活泼性较强的作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，如： ①冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生反应，作负极。 ②NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。 题组一　原电池装置及电极的判断 1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是_______________________________________。 答案　②④⑥⑦⑧ 2．将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是(　　) A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．两烧杯中溶液的H＋浓度都减小 C．产生气泡的速率甲比乙慢 D．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 答案　B 解析　甲装置形成原电池，铜是正极，氢离子放电产生氢气，铜片表面有气泡产生；乙装置不能构成原电池，锌与稀硫酸反应产生氢气，铜不反应，A错误；两烧杯中溶液中的H＋均得到电子被还原为氢气，因此氢离子浓度都减小，B正确；形成原电池时反应速率加快，则产生气泡的速率甲比乙快，C错误；金属性锌强于铜，则甲中铜片是正极，锌片是负极，乙中没有形成闭合回路，不能形成原电池，D错误。 题组二　原电池的工作原理 3．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 答案　B 解析　②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，