一轮复习原电池

原电池化学电源点面导图考向分析本节高考重点考查：

(1)原电池原理；

(2)电极反应的书写；

(3)新型化学电源分析。多以选择题呈现，预计2015年将以传统选择题为主，题目选材会更加新颖。基于此，我们在复习时注重从原电池原理角度分析新型化学电源，以“负极氧化正还原”原则从理论上进行分析。一、原电池1．概念：把化学能转化为______的装置。2．工作原理：(以锌—铜原电池为例)电能电极名称负极正极电极材料____片____片电极反应___________________________________反应类型______反应______反应电子流向由____片沿导线方向流向铜片电池反应方程式___________________________锌铜Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋2e－=Cu氧化还原锌Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu3.构成条件1．(填一填)下列装置可以形成原电池的是________，并写出形成原电池的电极材料及电极反应式：正极：________________

； 负极：________________。铜片：Cu－2e－=Cu2＋B银片：2Ag＋＋2e－=2Ag二、常见的化学电源1．一次电池(以碱性锌锰电池为例)总反应为：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2负极：_____________________________。正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－2．二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)23．燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式—————————————————————————正极反应式—————————————————————————————————电池总反应式2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－－4e－=4H2OO2＋4H＋＋4e－===2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－2H2＋O2=2H2O2．(画一画)请画出可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极连接方式。

【答案】

可充电电池充电时的电极接法为：3．(选一选)下列有关电池的叙述不正确的是(

) A．手机上用的锂离子电池属于二次电池

B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D．锌锰干电池中，锌电极是负极

B1．正、负极的判断 判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极。

(2012·中山华侨中学质检)图甲和乙是双液原电池装置。回答下列问题。(1)甲池中的正极反应为________，乙池的负极反应为________。(2)盐桥的作用是________、并________。(3)乙图当有1mol电子通过外电路时，正极有________gAg析出。【答案】

(1)Co2＋＋2e－===Co

Co－2e－===Co2＋

(2)形成闭合回路保持两边溶液电中性

(3)1081．Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。 请回答下列问题：

(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为____________________________________________________。

(2)电池正极发生的电极反应为________________________。锂Li－e－===Li＋2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2 设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：1．首先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应。2．根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液。

(1)电极材料的选择 一般电池中的负极能够与电解质溶液反应，因此负极一般是活泼的金属材料。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不能用同一种材料。两个电极的构成分为以下四种情况：原电池的设计

①活动性不同的两种金属。例如，锌铜原电池中，锌板作原电池的负极，铜板作原电池的正极。 ②金属和非金属。例如，锌锰干电池中，锌片作原电池的负极，石墨棒作原电池的正极。 ③金属和化合物。例如，铅蓄电池中，铅板作原电池的负极，二氧化铅作原电池的正极。 ④惰性电极。例如，氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。

(2)电解质溶液的选择 电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜­锌构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。3．按要求画出原电池装置图。 如根据以下反应设计的原电池：

原理装置图化学反应：

CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu

电极反应：负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：Cu2＋＋2e－===Cu

(1)自发进行的氧化还原反应不一定都能设计成原电池，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O等。

(2)原电池中的电解质溶液不一定参与反应，如氢氧燃料电池中，电解质溶液不参与反应。 铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_______________________________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应：______________________________________； 负极反应：_______________________________________。

2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋Cu－2e－===Cu2＋2．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(

) ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极； ②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag； ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作； ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同。

A．①②

B．②③

C．②④

D．③④C

热点探究——新型化学电源分析探究 高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌—锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池”、“银锌电池”、“纽扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。 取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度：3．新型电池“充电”时阴、阳极的判断 首先明确原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时，阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。4．新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断 首先分清电池是放电还是充电；再判断正、负极或阴、阳极，进而可确定离子的移动方向。

(2012·惠州高三第三次调研)镍氢充电电池(Ni－MH，KOH作为电解液)已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上，该电池的总反应方程式如下：Ni(OH)2＋M

NiOOH＋MH(M表示储氢合金)，下列叙述正确的是(

) A．放电时正、负极附近溶液的pH均不变

B．放电时正极材料为MH，发生氧化反应

C．充电时阳极反应为：Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O D．放电时每转移1mol电子，负极有1molNiOOH被还原放电时正极电极反应：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－负极电极反应：MH＋OH－－e－===M＋H2O，A选项正极附近溶液的pH增大、负极附近溶液的pH减小，故错误。【答案】

C 新型电源从原理上遵循“氧化反应在负极，还原反应在正极”。不可被“新面孔”而蒙蔽，手足无措。

C

高考题组一原电池工作原理1．(2011·北京高考)结合下图判断，下列叙述正确的是(

)A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀

【解析】

A项两个装置都是原电池，负极都是活泼金属，根据原电池原理可知，原电池对正极起到了保护作用，故A正确；B项Ⅰ中的负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，故B错误；C项Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故C错误；D项Ⅰ中不能生成蓝色沉淀。

【答案】

A2．(2011·海南化学样卷)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。请回答下列问题：(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是__________；(2)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_________________________；(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。

铜

AgNO3溶液正

Ag＋＋e－=AgCu－2e－=Cu2＋铜银高考题组二新型化学电源3．(2011·全国新课标高考)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是(

) A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2OC4．(2011·安徽高考)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2A