第6章 第25讲 原电池和化学电源（Word教参）-【优化指导】2024高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（老教材 新高考）

第25讲　原电池和化学电源 复习 目标 1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 2.了解原电池及常见化学电源的工作原理。 考点一　原电池的工作原理与应用 1．原电池及构成条件 (1)原电池 原电池是将化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 (2)构成条件 2．原电池的工作原理 (1)两种原电池装置 以锌铜原电池为例进行分析，图 Ⅰ 是单液原电池装置，图 Ⅱ 是双液原电池装置。 (2)工作原理 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 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 盐桥中离子移动方向 盐桥含KCl饱和溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 (3)盐桥的组成和作用 ①盐桥中通常装有含琼胶的KCl(或KNO3)饱和溶液。 ②原电池装置中盐桥连接两个“半电池装置”，其中盐桥的作用有三种： a．连接内电路，通过离子的定向移动，构成闭合回路； b．隔绝正、负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定； c．维持电极区溶液的电荷平衡。 (1)原电池的工作原理用图示表示如下： (2)若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换膜移向正极。 3.原电池原理的应用 (1)加快氧化还原反应速率：一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。 (2)比较金属的活动性强弱：原电池中，一般情况负极是活动性较强的金属，正极是活动性较弱的金属(或非金属)。 (3)用于金属的防护：被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。 (4)设计制作原电池装置 (1)铜锌原电池中，电子从锌片流出，通过电解质溶液再流回铜片，因此有电流产生(　　×　　) (2)Mg­Al­NaOH溶液形成的原电池中，Mg比Al更活泼，故Mg作负极，发生氧化反应(　　×　　) (3)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(　　√　　) (4)常温下CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O能自发进行，故可以设计成原电池(　　×　　) 考向1　原电池的构成及工作原理 【例1】下图是盐桥中浸泡KCl饱和溶液的琼胶形成的原电池示意图。下列说法错误的是(　　) A．该原电池的负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ B．电子流向：Cu棒→盐桥→Pt棒→电流表→Cu棒 C．甲烧杯中的c(NO)逐渐减小 D．盐桥中的K＋移向甲烧杯 [思路剖析] ① 分析电极材料：Pt是惰性电极，Cu是活性电极电极名称及反应类型 ② 结合电解质溶液正、负极反应式溶液中c(NO)的变化及盐桥中K＋的移动方向 B　解析：Cu比Pt活泼，则Cu作原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，A正确；电子只能在电极和导线中移动，不能进入电解质溶液，故电子流向为Cu棒→电流表→Pt棒，B错误；Pt电极是正极，电极反应式为NO＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O，反应消耗NO，则甲烧杯中c(NO)逐渐减小，C正确；盐桥中阳离子向正极移动，则K＋移向甲烧杯，D正确。 考向2　原电池的工作原理及应用 【例2】(教材改编题)有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c C　解析：把四个实验从上到下依次编号为①、②、③、④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，则金属活动性：a>b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则金属活动性：b>c；由实验③可知，d极溶解，c极有气体产生，则d作原电池负极，c作正极，则金属活动性：d>c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，则金属活动性：d>a，综上所述可知金属活动性：d>a>b>c，C正确。 (1)原电池中正、负极的判断方法 (2)原电池中电极反应式的书写方法 1．某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的装置，下列说法正确的是(　　) A．Zn为负极，发生还原反应 B．石墨电极上发生的反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋ C．电子流动方向为石墨电极→电流表→锌电极 D．盐桥中K＋向ZnCl2溶液移动，Cl－向FeCl3溶液移动 B　解析：由电池总反应可知，Zn发生氧化反应生成ZnCl2，则Zn为负极，