第20课 原电池 化学电源-2026年高考化学一轮复习课件（上海专用）

第20课 原电池 化学电源 《范汝广说化学》编写 1 核心知识点一 原电池的工作原理 核心知识点二 化学电源 2 核心知识点一 原电池的工作原理 一、 原电池的概念及构成条件 1.定义：把化学能转化为电能的装置。 2.原电池的形成条件 （1） 能自发进行的氧化还原反应。 （2） 两个金属活动性不同的电极（燃料电池的两个电极可以相同）。 （3） 形成闭合回路，需满足三个条件：.存在电解质； .两电极直接或 间接接触； .两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。 第20课 原电池 化学电源 3 3.工作原理（以锌铜原电池为例） （1） 电子移动方向：从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质 溶液。 （2） 若有盐桥，盐桥中的负离子移向负极区，正离子移向正极区。 （3） 若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，正离子可通过交换膜移向 正极。 第20课 原电池 化学电源 4 二、 原电池原理的应用 1.设计制作化学电源。 2.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正 极一般是活动性较弱的金属（或非金属）。 3.加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 4.用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 第20课 原电池 化学电源 5 例1 分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是___。 B A.①②中作负极，③④中 作负极 B.②中作正极，电极反应式为 C.③中作负极，电极反应式为 D.④中作正极，电极反应式为 第20课 原电池 化学电源 6 [解析] 在原电池装置中，失去电子的电极为负极。①中比活泼， 失电 子；②中不与溶液反应，而能和溶液反应失去电子；③中 在浓硝酸中钝化，和浓 反应失去电子；④是铁的吸氧腐蚀。 第20课 原电池 化学电源 7 例2 下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“ ”设计成的原电池装置，其中、 均为碳棒，、 在水溶液中均为无色。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适 量浓盐酸，乙组向图Ⅱ的B烧杯中逐滴加入适量 溶液。 第20课 原电池 化学电源 8 下列叙述中正确的是___。 D A.甲组操作时，电流计（G）指针发生偏转 B.甲组操作时，溶液颜色变浅 C.乙组操作时， 作正极 D.乙组操作时，上发生的电极反应为 [解析] 由于、 均为碳棒，装置Ⅰ不能构成原电池，而装置Ⅱ则构成双液原 电池。装置Ⅱ的B烧杯中存在着 ，向其中 滴加溶液，有利于该反应的进行，即题干中的平衡逆向移动， 失 电子，是负极，电子沿导线到棒， 为正极。 第20课 原电池 化学电源 9 例3 我国学者研发出一种新型水系锌电池， 其示意图如下。该电池分别以 （局部结构如标注框内所示）形成的稳定超 分子材料和为电极，以和 混合液 为电解质溶液。下列说法正确的是_____。 （双选） BD A.标注框内所示结构中存在离子键、共价键、配位键 B.电池总反应为： C.充电时，阴极被还原的主要来自 D.放电时，消耗，理论上转移 电子 第20课 原电池 化学电源 10 [解析] 标注框内所示结构属于配合物，结构中存在共价键和配位键，但不存在 离子键。由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌，正极是超分子材料； 负极的电极反应式为 ，则充电时，该电极为阴极，电极反应 式为，来自电解质溶液；正极上发生 ， 则充电时，该电极为阳极，电极反应式为 。 第20课 原电池 化学电源 11 核心知识点二 化学电源 1.一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用的电池。 以碱性锌锰干电池为例，总反应： 。 负极反应： 。 正极反应： 。 第20课 原电池 化学电源 12 2.二次电池：放电后能充电复原继续使用的电池。 以铅酸蓄电池为例，总反应： （1） 放电时——原电池 负极反应： 。 正极反应： 。 第20课 原电池 化学电源 13 （2） 充电时——电解池 阴极反应： 。 阳极反应： 。 第20课 原电池 化学电源 3.燃料电池 燃料电池是一种不经过燃烧，连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成 电能的化学电源。以氢燃料电池为例，总反应： （1） 在酸性电解质溶液中 负极反应：；正极反应： 。 （2） 在碱性电解质溶液中 负极反应： ；正极反应： 。 第20课 原电池 化学电源 15 例4 碱性锌锰电池的总反应为 ，电池构造示 意图如图所示。下列有关说法正确的是___。 C A.电池工作时， 发生氧化反应 B.电池工作时， 通过隔膜向正极移动 C.环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成 ，转移电子数为 第20课 原电池 化学电源 16 [解析] 该电池工作时， 为正极，得到电子，发生还原反应，A错误；该 电池工作时， 通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速 率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式 可知，反应中每生成 ，转 移电子数约为， 错误。 第20课 原电池 化学电源 17 例5 科学家使用研制了一种 可充电电 池（如图所示）。电池工作一段时间后， 电极上检测 到和少量 。下列叙述正确的是___。 C A.充电时， 向阳极方向迁移 B.充电时，会发生反应 C.放电时，正极反应有 D.放电时，电极质量减少，电极生成了 第20课 原电池 化学电源 18 [解析] 充电时该装置为电解池， 向阴极方向迁移，A错误；充电时阴极反 应为，即充电时 元素化合价应降低，B错误；放电时 电极为正极，正极上检测到和少量 ，主要产物为 ，正确；放电时，电极质量减少物质的量为 ， 电路中转移 电子，由正极的主要反应 可知，若正极上只有 生成，则生 成的物质的量为，但是正极上还有少量 生成，所 以的物质的量小于， 错误。 第20课 原电池 化学电源 19 例6 燃料电池种类众多，应用广泛。目前已经上市的氢燃料电池汽车有数十种， 某种氢燃料客车搭载质子交换膜燃料电池的结构如图所示。 第20课 原电池 化学电源 20 （1）通入氧气的电极发生___反应。 B A.氧化 B.还原 C.氧化还原 D.非氧化还原 （2）该电池的导电粒子为质子，它在电池内部的定向移动方向是___。 D A.极极 B.极极 C.正极 负极 D. 负极 正极 （3）该电池的负极的电极反应式：_________________。 第20课 原电池 化学电源 21 （4）肼空气燃料电池也是一种环保型碱性燃料电池，电解质为 溶液，该电池的总反应方程式为 。电池工作时，若 有消耗，转移的电子数为_____，溶液的 ___。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 B [解析] 这种氢燃料电池的负极反应为 ，正极反应为 。对于第（2）问，质子不能在导线中运动。类似的 还有：“电子不下水，离子不上岸”。 第20课 原电池 化学电源 22 例7 高铁酸钾 不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在 进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置： 第20课 原电池 化学电源 23 （1）该电池放电时正极的电极反应为 ____________________________________________________。 （2）盐桥中盛有饱和 溶液,此盐桥中氯离子向________（填“左”或“右”）移 动；若用正离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________（填“左”或“右”）移动。 （3）下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电 池的优点有______________________________________。 右 左 使用时间长、工作电压稳定 [解析] 该双液电池相当于高铁酸钾 在碱性溶 液中氧化单质锌，所以锌作负极，左边烧杯中的C作正极。 第20课 原电池 化学电源 24 25 $$