第25讲 原电池 化学电源-【高效备考】2024年高考化学一轮复习讲义+分层练习

第25讲 原电池 化学电源 任务目标 1.理解原电池的构成、工作原理及应用。 2.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。 3.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。 考点一 原电池及其工作原理必备知识 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.构成条件 一看反应。看是否有能自发进行的氧化还原反应发生。 二看两电极。具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 三看是否形成闭合回路。形成闭合回路需三个条件：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。 3.工作原理(以铜—稀H2SO4—锌原电池为例) 电极材料 锌 铜 电极名称 负极 正极 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 电子从负极流出经外电路流入正极 离子移向 阳离子移向正极，阴离子移向负极 4.判断原电池正、负极的五种方法 要点突破 1．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 2．下列关于实验现象的描述不正确的是(　　) A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加[来源:学科网] C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 3．课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是(　　) A．原电池是将化学能转化成电能的装置 B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成 C．图中电极a为铝条、电极b为锌片时，导线中会产生电流 D．图中电极a为锌片、电极b为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片 考点二 原电池原理的四大应用必备知识 原电池在化工、农业生产及科学研究中的四大应用 1．加快氧化还原反应速率 一个自发的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大，例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属活动比正极的活泼。 3．用作金属的防护 被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。例如，保护铁制输水管或钢铁桥梁，可用导线将其和一块锌块相连，使Zn作原电池的负极。 4．设计制作化学电源 要点突破 1．如图所示的原电池装置，X 、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(　　) A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y B．若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn C．若两电极都是金属，则它们的活动性为X>Y D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 2．下列说法正确的是(   ) A．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属 B．通过构成原电池，能将反应的化学能全部转化为电能 C．右图原电池中，电池工作时，SO42-移向电池的正极 D．银锌纽扣电池的放电反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，其中Ag2O作正极，发生还原反应 3.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 (Ⅰ) 甲 (Ⅱ) 乙 (Ⅲ) 丙 现象 二价金属A 不断溶解 C的质 量增加 A上有 气体产生 根据实验现象回答下列问题： (1)装置甲中负极的电极反应式是______________________________________。 (2)装置乙中正极的电极反应式是______________________，溶液中Cu2＋向__________极移动(填“B”或“C”)。 (3)装置丙中溶液的c(H＋)变化是__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是________________________________________。 考点三 化学电源的种类及其工作原理必备知识 1．一次电池(碱性锌锰干电池) 碱性锌锰干电池的工作原理如图： 负极(Zn)，电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极(MnO2)，电极反应式：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH 2．二次电池(以铅蓄电池为例) (1)放电时的反应： ①负极反应：Pb(s)＋SO(aq)－2e－==