第十单元 第1讲 原电池 化学电源-【金版教程】2024高考化学一轮复习创新方案word（全国统考版）

高考总复习·化学［全国统考版］ 第十单元　化学反应与电能 第1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，能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。3.体会研制新型电池的重要性，能够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)概念 原电池是把化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件 ①反应：有能自发进行的氧化还原反应发生。 ②电极：活泼性不同的两个电极(燃料电池的两个电极可以相同)。 ③介质：电解质溶液或熔融电解质或离子导体。 ④闭合回路：两电极直接或间接接触插入介质中。 2．原电池的工作原理(以铜－锌原电池为例) 装置图 电极材料 负极：锌片 正极：铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由锌片沿导线流向铜片 离子移动方向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移 盐桥中含有饱和KCl溶液，K＋移向正极区，Cl－移向负极区 电流方向 由铜片沿导线流向锌片 电池总反应式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 两类装置的不同点 Zn与Cu2＋直接接触，会有部分化学能直接转化为热能，能量损耗较多 Zn与Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，能量损耗较少 3.原电池原理的应用 (1)比较金属活泼性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 (2)加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。 (3)设计化学电源 实例：根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计电池： (4)用于金属的防护(后文细讲) 　请指出下列各说法的错因 (1)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：电子不能通过电解质溶液。 (2)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动。 错因：原电池中，阳离子移向正极。 (3)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，较活泼的金属一定作负极。 错因：较活泼的金属不一定作负极，如：Mg­NaOH­Al形成的原电池，铝作负极。 (4)铁与盐酸反应时加入少量CuSO4溶液，产生H2的速率不变。 错因：加入少量CuSO4后，Fe与Cu2＋反应生成Cu，可以形成原电池，反应速率加快。 (5)C＋H2O(g)CO＋H2可设计成原电池。 错因：自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。 1．原电池正、负极的判断方法 注意：活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，但负极一定发生氧化反应。 2．盐桥的组成和作用 (1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。 (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；③可以提高能量转化效率。 角度一　原电池的构成及工作原理 1.如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(　　) A．铜片表面有气泡生成 B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变 答案　C 2．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)构成一个原电池(如图)。下列有关该原电池的叙述中正确的是(　　) ①在外电路中，电子由铜电极流向银电极 ②正极反应：Ag＋＋e－===Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．①② B．①②④ C．②③ D．①③④ 答案　B 思维建模 原电池工作原理模型图 注意：①若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。 ②电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水，离子不上岸)。 ③负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。 角度二　原电池的应用 3．有A、B、C、D、E五种金属，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极　②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C　③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡 ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应　⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺