专题6 第30讲 原电池 化学电源(基础课)(教参)-【名师导航】2024年高考化学一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

第30讲　原电池　化学电源(基础课) 　1．了解原电池的构成和能量转化形式。　2．理解原电池的工作原理(电极反应与电池反应)及应用。　3．了解常见化学电源的工作原理及电极反应。 　原电池的工作原理及应用 1．原电池的构成 (1)概念和反应本质 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 (2)一般构成条件 反应 能发生自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 电极 一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨) 闭合 回路 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 2．原电池的工作原理 如图是Cu­Zn原电池，请填空： (1)两装置的反应原理 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn Cu 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 盐桥中 离子移向 盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，工作时K＋移向正极，Cl－移向负极 (2)原电池中的三个方向 ①电子方向：从负极流出沿导线流入正极。 ②电流方向：从正极沿导线流向负极。 ③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。盐桥溶液中阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。 (3)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．原电池原理的应用 (1)比较金属活动性强弱 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与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。 (3)设计制作化学电源 　两金属作电极时负极金属不一定比正极金属活泼，如Mg—NaOH(aq)—Al中Al为负极，电极反应为(－)2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O，(＋)6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；Fe(Al)—浓HNO3—Cu中，Cu为负极，电极反应：(－)Cu－2e－===Cu2＋，(＋)2NO＋2e－＋4H＋===2NO2↑＋2H2O。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)任何放热反应均可设计成原电池。(　　) (2)原电池中电子移动方向：负极→导线→正极→电解质→负极。(　　) (3)任何原电池的两极材料是不同的。(　　) (4)原电池工作时电解质溶液中阳离子向正极迁移。(　　) (5)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。(　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 2．对于Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋反应，设计为原电池，负极反应式为________________________，正极反应式为__________________________。 [答案]　Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 　原电池的工作原理及其电极判断 1．某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．锌片为负极，发生还原反应 B．电子流向：碳棒→→锌片 C．溶液中的SO向锌片迁移 D．正极反应为2H＋－2e－===H2↑ [答案]　C 2．(2022·南通二模)科研人员设想用如图原电池装置生产硫酸(设通入的气体完全参与反应)。下列说法错误的是(　　) A．导线中电子移动方向为a→导线→b B．溶液中质子移动方向为b→电解质溶液→a C．负极发生的电极反应为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋ D．通过调节通入的SO2和水的质量比可保持装置内硫酸溶液的浓度不变 B　[根据图示可知：二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸，反应方程式为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，该原电池中，二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，所以通入SO2的电极是负极，通入氧气的电极是正极，所以a是负极，b是正极，负极上二氧化硫失电子发生氧化反应，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，溶液中阳离子向正极移动，所以H＋向正极b电极区域运动。A.a是负极，b是正极，导线中电子移动方向为负极a→导线→正极b，A正确；B.离子只在电极上得失电子而不到电极上，溶液中质子由a极区通过质子膜进入b极区，B错误；C.根据分析可知，负极发生的电极反应为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，C正确；D.电池总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，且不断抽走50%硫酸，则通过调节通入的SO2和水的质量比可保持装置内硫酸溶液的浓度不变，D正确。] 3．(2022·镇江检测)依据氧化还原反应：Cu2＋(aq)＋Zn(s)===Zn2＋(aq)