原电池(高考总复习)

1、原电池课堂引入：普通干电池纽扣电池电脑电池“神六”专用太阳能电池上述装置从能量角度看有什么共同特点？这些装置中发生的化学反应是什么类型的反应呢?为什么？原电池定义：将化学能转变为电能的装置叫原电池。1*0*1*1WVi1*IHlWTlaim”H1tWV*E归化学电池的本质：氧化还原反应。T9鼻口iit*v*-tTpetii知识点一.一次能源和二次能源1能源按其来源可分为一次能源和二次能源。能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、原煤、石油、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转换得到的能源电能（水电、火电、核电）、蒸汽能、机械能等二次能源火力发电火力发电原

2、理：首先通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。能量转换过程：化学能燃烧*热能乞机械能机电能。其中能量转换的关键环节是燃烧。火力发电弊端：煤属于不可再生资源，用一点少一点，用煤发电会造成资源的浪费。能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。煤燃烧会产生有害物质(如巴、CO、NO?、粉尘等)，污染环境。例1.判断正误，正确的打“V”，错误的打“X”TOC o 1-5 h z根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源()电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源()火力发电是化学能间接转化为电能的过程()水力发电是将化学能转

3、化为电能的过程()答案(1)V(2)V(3)V(4)X知识点二、原电池按要求完成下列实验，并填表实验步骤ZnCu现象解释或说明锌片逐渐溶解，表面有气泡：铜锌与稀硫酸发生置换反应产牛H，而铜则不片表面无气泡2能锌片逐渐溶解，铜片表面有气锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流泡，电流表指针发生偏转两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流表指针不偏转锌与稀硫酸反应，但导线中无电流无现象乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应概念：是将化学能转变为电能的装置：原电池的反应本质是氧化还原反应。构成条件原电池反应必须是自发的氧化还原反应：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)；两电极

4、均插入电解质溶液中：电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。原电池的工作原理II?ZJAfr：电极名称：负极“反应鑒型：氣化反应电极反应式：Zn-2e-=Zn34,电极常称：止扱反应类型：还原反应电极反应式：2H+2-=H3f原电池总反应式：Zn+2H+=Zn2+H仁2原电池的工作原理：反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极。离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。5.原电池正、负极的判断例2.分析下列几个装置图，判断能

5、构成原电池的是例3.判断正误，正确的打“V”，错误的打“X”HCl+NaOH=NaCl+H2O是放热反应，可以设计成原电池()TOC o 1-5 h z将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转()在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌()原电池中阳离子向正极移动()原电池中的负极反应一定是电极材料失电子()答案(1)X(2)X(3)X(4)V(5)X例4.原电池中作负极的一定是活泼金属，作正极的一定是不活泼金属吗？答案不一定。在原电池中的两极可以都是活泼金属(如ZnFe稀硫酸，Zn作负极)，也可以都是不活泼金属(如CuAgAgNO3,Cu作负极)也

6、可以是一种金属和一种能导电的非金属(如CuCAgNO3，Cu作负极)。3例5.如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下,在卡片上描述合理的是()实验后的记录：B.C.D.答案B解析在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu片，负极反应为Zn2e-=Zn2+,正极反应为2H+2e-=H2f,故转移1mol电子时,产生H0.5mol,在溶液中H+向正极移动，SO2-向负极移动，故错误，正确，24选B项。知识点三，原电池原理的应用1比较金属活动性作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱。改变化学反应速率如：在Zn和稀硫酸

7、反应时，滴加少量CuSO溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正、2负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。设计原电池如：把Fe+2Fe3+=3Fe2+设计成原电池，可用Fe作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。2.保护金属设备如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn)，则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。例6.100mL2molL-i的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是()加入适量的6molL-1的盐酸加入数滴氯化铜溶液加入适量的蒸馏水加入适量的氯化钠溶液答案B解析能加快反应速

8、率，但增加了产生氢气的总量,A错误；不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率，C、D错误；发生反应Cu2+Zn=Zn2+Cu，形成Cu-Zn原电池，加快了反应速率，B正确。7.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QjSO.JfiStKtt-h-卞tii应装置:部分实a极质量减小，bb极有气体产生，d极溶解，c极有电流从a极流向验现象极质量增大c极无变化气体产生d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()abcdB.bcdaC.dabcD.abdc解析装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池

9、，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc，故选C。答案C例8.下图各容器中装有海水，铁的腐蚀速率由大到小的顺序正确的是()一十斗4213B.2134C.4231D.3241【答案】A随堂练习：对于原电池的电极名称叙述有错误的是()发生氧化反应的为负极正极为电子流入的一极比较不活泼的金属为负极电流的方向由正极到负极解析原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极,C项错误;负极发生氧化反应，正极发生还原反应,A项正确;原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入,电流方向与电子流动方向相反,B

10、、D两项正确。答案C下列说法正确的是()原电池是把电能转变成化学能的装置原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应原电池两极均发生氧化反应和还原反应原电池内部的阳离子向正极移动解析要综合考虑原电池的概念、电极反应、电子移动的方向和电流方向。原电池是把化学能转变为电能的装置,A项错;原电池中的电子移动方向是:负极一外电路一正极，可见B项错;阳离子向正极移动,得电子，发生还原反应,D项正确;在原电池中负极失去电子，发生氧化反应,而正极可以是溶液中的离子或空气中的氧气发生还原反应,C项错。答案D如图所示的8个装置属于原电池的是()解析构成原电池要有四个基本条件:a.电解质溶液;b.两个电极,其中一个

11、相对较活泼，另一个相对较不活泼，两个电极直接或间接地连接在一起,并插入电解质溶液中;c.能自发进行氧化还原反应;d.形成闭合电路。综上可知C项符合题意。答案C某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2+H2f,则下列说法正确的是()硝酸可能为电解质溶液B.锌可能为原电池正极C.铁的质量不变D.铜可能为原电池正极解析由原电池反应的离子方程式知,电池的负极为铁,则正极应是比铁不活泼的金属或能导电的非金属;在反应中负极不断被消耗,由于反应中放出了氢气并生成了Fe2+，故知电解质溶液不是硝酸。由以上分析可知正确选项为D。答案D如图所示装置中,可观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细。下表所列M、N

12、、P物质中,可以组合成该装置的是()选项MNPA锌铜稀硫酸B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液解析M棒变粗,N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。答案C如图为某兴趣小组制作的番茄电池,下列说法正确的是()电子由锌通过导线流向铜该装置将电能转化为化学能锌电极发生还原反应铜电极上无气泡产生解析因为番茄中含有酸(即H+),可组成原电池。依据原电池的基本知识，其中Zn作负极，发生氧化反应;Cu作正极，发生还原反应;电子由负极(Zn)通过导线流向正极(Cu)。答案AabCuUT*Sl|fzFe7某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是()a

13、和b不连接时，铁片上会有H2产生a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为Cw+2e-Cua和b用导线连接时，电子由a流向b无论a和b是否连接,铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色解析a和b不连接时，铁和Cu2+发生置换反应而析出铜,没有氢气生成，错误;B项,a和b用导线连接时构成原电池，铁是负极,铁片上发生氧化反应:Fe-2e-Fe2+，错误;C项,Fe比铜活泼，形成原电池反应时Fe为负极，则电子由b流向a,错误;D项，无论a和b是否连接,铁片均会溶解，都生成亚铁离子，溶液由蓝色变为浅绿色,D正确。&如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。答案D锌片上的现象是,电极反应为铜片上的现象,

14、电极反应为电子由经导线流向。若反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积解析Cu-Zn-稀硫酸形成的原电池中,Zn作负极:Zn-2e-Zn2+,现象是锌片逐渐溶解,Cu作正极:2H+2e-HJ,铜片表面有气泡产生。电子由负极(Zn)经导线流向正极(Cu)。由电极反应式可知当有0.2mol电子发生转移时,可生成0.1mol屯，即标准状况2.24L屯。答案(1)锌片逐渐溶解Zn-2e-=Zn2+铜片上有气泡产生2H+2e-H2f锌片铜片(4)2.24L(1)原电池原理的应用之一是可以设计原电池装置。请利用反应Cu+2Fe3+2Fe2+Cu2+设计一个原电池,在方框内画出原

15、电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。TOC o 1-5 h z正极反应:；负极反应：。若外电路中转移的电子为1.5mol,则溶解铜的质量是。(2)实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向反应液中滴加少量硫酸铜溶液，其作用是,这体现了原电池原理的另一个应用。解析(1)分析Fe3+与Cu的反应中的氧化剂、还原剂,然后依据原电池原理，设计原电池装置。依据反应2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,Cu失电子，应为原电池的负极，正极选用石墨棒或铂丝等,电解质溶液选用FeCl3溶液；由转移2mol电子时溶解64g铜,可计算出转移1.5mol电子时溶解铜的质量为48g。答案：1)2Fe3+2e-2Fe

16、2+Cu-2e-Cw+48g(2)形成Zn-Cu原电池，增大化学反应的速率课后作业:有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是A.DCABB.DABCC.DBACD.BADC2如图所示装置中，电流表G指针发生偏转，同时X极放出气体，Y极逐渐变细。下列判断正确的是X是Zn,Y是Cu，Z为稀HCl溶液X是Cu，Y是Zn，Z为稀HSO溶液24X是Cu，Y是石墨，Z为稀AgNO3溶液X是石墨，Y是Fe,Z为稀A

17、gNO：溶液3下图为某原电池的示意图，下列说法正确的是A.铜片作负极B.溶液的颜色逐渐变浅C.电子由铜棒流出D.锌片上发生还原反应4下列各组材料中，不能组成原电池的是ABCD两极材料Zn片石墨Cu片.Ag片Zn片.Cu片Fe片.Cu片插入溶液HSO24AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸根据下列事实：a+B2+=A2+B；D+2H2O=D(OH)2(+屯/；以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为：E2+2e-=E,B-2e-=B2+.由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是A.D2+A2+B2+E2+B.B2+A2+D2+E2+C.D2+E2+A2+B2+D.E2+B2+A2

18、+D2+如下图所示装置，能够组成原电池且产生电流的是覘販利诩&CD7如图所示装置中，观察到电流计指针偏转；M棒变粗；N棒变细，由此判断表中所列M,N,P物质，其中可以成立的是MNPAZnCu稀硫酸BCuFe稀盐酸CAgZn稀硫酸溶液DCFeCuSO溶液8对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池(如右图)，下列有关说法错误的是溶液中H+向负极移动电子由Zn经外电路流向CuZn电极反应：Zn2e-=Zn2+Cu是正极CuHjSOi9.根据下图，判断下列说法中错误的是铁电极为负极，铜电极为正极导线中电流方向为铁一铜溶液中阴离子移向铁电极D正极电极反应式：2H+2e-=H2f把甲、乙、丙、丁四块金属泡在稀HS0

19、中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若24甲、乙相连，甲为负极；丙、丁相连，丁上有气泡逸出；甲、丙相连，甲上发生氧化反应；乙、丁相连，乙是电子流入的一极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为A.甲乙丙丁B.甲丙乙丁C.甲丙丁乙D.乙丁丙甲依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。Y请回答下列问题：电极X的材料是;电解质溶液Y是;银电极为电池的极，发生的电极反应为X电极上发生的电极反应为反应；(填“氧化”或“还原”)外电路中的电子(填“流出”或“流向”)Ag电极。当有1.6g铜溶解时，银棒增go参考答案1、【答案】B【解析】由题意,A、

20、B相连在电解质溶液中，B不易腐蚀，显然是A被腐蚀，电子经导线流到B中，B被保护，故活泼性AB；A、D与等浓度的盐酸反应，D比A反应剧烈，表明活泼性DA，由Cu能置换出C而不能置换出B可知活泼性：BCuC。活动性由强到弱的顺序为DABC，故选B。2、【答案】B【解析】电流表G指针发生偏转，说明构成了原电池，Y极逐渐变细，说明Y是负极，X极放出气体，说明X是正极，并且是溶液中的H+放电。A、Zn比Cu活泼，此时X是负极，与题意不符，故错误；B、Cu没有Zn活泼，此时Y是负极，Z为稀HSO溶液，Cu上放出H2,24与题意吻合，故正确；C、Cu(X)是负极，与题意不符，故错误；D、石墨(X)是正极，有

21、固体Ag析出，与题意不符，故错误。3、【答案】B【解析】A、该装置图构成了原电池。由于金属活动性：ZnCu,所以Zn是负极，Cu是正极，故错误；B、发生Zn+Cu2+=Zn2+Cu，溶液的颜色变浅，故正确；C、Zn失去电子，发生氧化反应，在Cu电极上，溶液中的Cu2+得到电子，被还原，得到单质Cu，从负极流向正极，故错误；D、根据C选项的分析，故错误。4、【答案】C【解析】构成原电池的条件是活泼性不同的金属或金属和非金属，导线相连并插入到电解质溶液中，则A、B、D均可以构成原电池，C中蔗糖是非电解质，不能构成原电池，答案选C。5、【答案】D【解析】对同一个氧化还原反应，氧化剂的氧化性大于氧化产

22、物的氧化性，由信息可知氧化性B2+A2+，D能和水反应而A、E、B不和水反应，所以金属活泼性D大于A、B、E，B、E、组成的原电池中B失去电子，金属活泼性越强，对应阳离子的氧化性就越弱，所以E2+B2+A2+D2+，答案选D。6、【答案】C【解析】A、两个电极材料相同，且没有自发得氧化还原反应，不能组成原电池产生电流，故错误；B、两个电极材料相同，不能够组成原电池产生电流，故错误;C、符合原电池的构成条件，Zn为负极，有电流产生，故正确；D、乙醇属于非电解质，不是电解质溶液，不能够组成原电池，故错误。7、【答案】D【解析】该装置为原电池。原电池中，一般负极材料比正极材料活泼且负极材料是随着反应的进行质量减少，正极质量增加或放出气泡。