第4讲 原电池的工作原理 《知识提炼 能力训练》2023年高一化学寒假作业讲义（全国通用）

( 第 4 讲 原电池的工作原理 ) ( 知识导航 ) ( 知识精讲 ) 一、原电池的基本概念 1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。 2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。 3．电极：（1）负极：________电子，发生________反应； （2）正极：________电子，发生________反应。 4．构成原电池的条件： （1）自发进行的氧化还原反应； （2）两个活动性不同的电极； （3）电解质溶液（或熔融电解质）； （4）形成闭合回路。 【答案】失去氧化得到还原 二、锌铜原电池的工作原理 工作原理 （反应方程式） 负极（Zn） 正极（Cu） 总反应离子方程式：。 电子移动方向 由极经导线流向极（电流方向相反）。 离子移动方向 阳离子向极移动，阴离子向极移动。 【答案】 Zn - 2e-=== Zn2+ 2H+ + 2e-=== H2↑Zn+2H+=== Zn2+ + H2↑负正正负 三、盐桥的作用 （1）形成闭合回路； （2）平衡电荷，使溶液呈电中性； （3）避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。 四、原电池的应用 1．比较金属活动性 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。 2．加快氧化还原反应的速率 一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。 3．设计原电池 理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。利用原电池原理设计和制造原电池，可以将化学能直接转化为电能。 ( 对点训练 ) 题型一：原电池的工作原理 【例1】理论上不能设计为原电池的化学反应是（） A．CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O B．2FeCl3 + Fe === 3FeCl2 C．2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑ D．HNO3 + NaOH=== NaNO3 + H2O 【答案】D 【变1】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材料必须是两种活动性不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 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 【例3】下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下： ① Zn为正极，Cu为负极；② H+ 向负极移动；③电子流动方向，从Zn经外电路流向Cu； ④ Cu极上有H2产生；⑤若有1 mol电子流过导线，则产生0.5 mol H2； ⑥正极的电极反应式为Zn - 2e- === Zn2+。描述合理的是（） A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ 【答案】B 【变4】原电池构成是有条件的，关于如图所示装置的叙述，错误的是 A．Cu是负极，其质量逐渐减小 B．H+向铁电极移动 C．Cu片上有红棕色气体产生 D．Fe电极上发生还原反应 【答案】C 【分析】 由于铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化，故铁和铜插入到浓硝酸中，反应为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故铜做负极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，铁作正极，电极反应为：2+4H++2e-=2NO2↑+2H2O，据此分析解题。 【详解】 A．由分析可知，Cu是负极，其质量逐渐减小，A正确； B．原电池中阳离子移向正极，结合分析可知铁作正极，故H+向铁电极移动，B正确； C．由分析可知，在Fe片上得到电子，生成红棕色NO2气体，C错误； D．由分析可知，Fe电极为负极，发生还原反应，D正确； 故答案为：C。 【例5】铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是 A．b电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu B．盐桥中K＋移向a电极 C．a电极发生还原反应 D．电子由Zn电极流出，经盐桥溶液流向b电极 【答案】A 【详解】 A．b电极上铜离子得到电子被还原，电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu，A正确； B． a电极为负极，盐桥中K＋移向正极即b电极，B错误； C． a电极为Zn，失去电子转变为Zn2＋，锌化合价升高，发生氧化反应，C错误； D．电子由Zn电极流出，沿着导线流向b电极，D错误； 答案选A。 题型二：带离子交换膜的原电池 【例6】利用反应构成的电池，既能实现有效减少氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B．电极A上发生氧化反应，电极B为正极 C．当有(标准状况)被处理时，转移电子的物质的量为0.4mol D．A电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】 由原电池反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应