2025版高考化学全程一轮复习第35讲原电池常见化学电源课件

第35讲原电池常见化学电源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。考点一考点二考点一考点一原电池的工作原理及应用1.概念：把化学能转化为电能的装置。2．构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生。(2)二看两电极：一般是金属活动性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路：形成闭合回路的三个必要条件①电解质溶液；②两电极直接接触或通过导线连接；③两电极插入电解质溶液。3．工作原理(以铜锌原电池为例)电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型________________电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向________，Cl－移向________氧化反应还原反应正极负极【师说·助学】

装置Ⅰ、Ⅱ的比较①盐桥作用：a.连接内电路形成闭合回路。b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流。②装置Ⅰ中有部分Zn与Cu2＋直接反应，使电池效率降低；装置Ⅱ中使Zn与Cu2＋隔离，电池效率提高，电流稳定。4．原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性________的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或能导电的非金属)。(2)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。(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的________而受到保护。(4)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。较强正极【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池：_______________________________________________________。2．在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生：_______________________________________________________。3．两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极：_______________________________________________________。4．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高：____________________________________________________。正确。错误。电子只能通过导线，不能通过电解质溶液。错误。

较活泼金属不一定作负极。如Mg-­Al-­NaOH溶液电池，Mg比Al活泼，但Al作负极。正确。【教考衔接】典例[2021·广东卷，9]火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时，下列说法正确的是(

)A．负极上发生还原反应B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极D．将电能转化为化学能答案：B解析：根据题干信息可知，放电时总反应为4Na＋3CO2===2Na2CO3＋C。放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na＋，故A错误；放电时正极上CO2得到电子生成C，故B正确；放电时阳离子移向正极，故C错误；放电时装置为原电池，将化学能转化为电能，故D错误。【师说·延伸】原电池正、负极判断的一般方法【对点演练】考向一电极的判断及电极反应式的书写1．(1)由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为________极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为________极。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由________极流向________极；电子由______极流向________极。(3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向________极，阴离子移向________极。(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的________极失电子发生氧化反应，其________极得电子发生还原反应。(5)根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为________极，增重或有气体逸出的一极为________极。负正正负负正正负负正负正2．分析下图所示的四个原电池装置，按要求回答问题。(1)装置①中，_______作负极，该电极反应式为________________。(2)装置②中________作负极，该电极反应式为____________________________，正极反应式为________________________。MgMg－2e－===Mg2＋Al

6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑(3)装置③中，______作正极，负极反应式为_________________。(4)装置④中，_____作负极，正极反应式为_____________________。FeCu－2e－===Cu2＋FeO2＋2H2O＋4e－===4OH－考向二可逆反应原电池3．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－⇌2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。回答下列问题：(1)反应开始时，负极为________中的石墨(填“甲”或“乙”)，电极反应式为_______________。(2)电流表读数为________时，反应达到化学平衡状态。(3)当达到化学平衡状态时，在甲中加入FeCl2固体，此时负极为________中的石墨(填“甲”或“乙”)，电极反应式为________________________________________。乙2I－－2e－===I2零甲2Fe2＋－2e－===2Fe3＋或Fe2＋－e－===Fe3＋

负

Fe2＋＋Ag＋⇌Fe3＋＋Ag考向三原电池原理的应用5．用A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：(1)A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极，活动性________；(2)C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C，活动性________；(3)A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡，活动性________；(4)B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，活动性________；(5)用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性________。综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为________________。A＞BC＞DA＞CD＞BB＞EA＞C＞D＞B＞E6．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极__________________，正极_________________，并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋画原电池装置图常见的四个失分点(1)不注明电极材料名称或元素符号。(2)不画出电解质溶液(或画出但不标注)。(3)误把盐桥画成导线。(4)不能连成闭合回路。7．把适合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示)(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是________。(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入等量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是________。(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是________。ABC解析：加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，（1）a中Zn减少，H2体积减小，所以A正确；（2）中由于H2SO4定量，产生H2的体积一样多，所以B项正确；（3）当把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH3COO－＋H＋⇌CH3COOH，a中c（H＋）减少，反应速率减小，但产生H2的体积不变，所以C项正确。考点二考点二常见化学电源1.一次电池(1)碱性锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。负极材料：Zn。负极反应：__________________________。正极材料：碳棒。正极反应：___________________________________。Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）22MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO（OH）＋2OH－(2)纽扣式锌银电池总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。电解质溶液是________。负极材料：Zn。负极反应：______________________________。正极材料：Ag2O。正极反应：______________________________。KOH溶液Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－

3．“高效、环境友好”的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。【师说·助学】

燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。电池酸性碱性或中性负极反应式2H2－4e－===4H＋__________________正极反应式________________O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应式2H2＋O2===2H2O2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋4e－＋4H＋===2H2O【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加：_________________________________________________________。2．二次电池充电时，二次电池的阴极连接电源的负极，发生还原反应：_________________________________________________________。3．铅酸蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应：_________________________________________________________。4．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：_________________________________________________________。正确。正确。错误。负极、阳极均发生氧化反应。错误。正极材料不参与电极反应；负极材料有的发生氧化反应，有的不参与电极反应，如燃料电池的负极材料不参与电极反应。

答案：B

典例2[2023·山东卷，11](双选)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是(

)A．甲室Cu电极为正极B．隔膜为阳离子膜C．电池总反应为：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响答案：CD

【师说·延伸】典例2解题的关键：由图中低温热解得CuSO4溶液和NH3→甲室生成[Cu(NH3)4]SO4→在甲室电极源源不断地产生Cu2＋。

0.05

(1)写出放电时的正、负极电极反应式：_________________________________________________________。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式：_________________________________________________________。负极：H2－2e－＋2OH－===2H2O；正极：2NiO（OH）＋2H2O＋2e－===2Ni（OH）2＋2OH－阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；阳极：2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===2NiO（OH）＋2H2O考向三燃料电池3．(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图1，该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为____________________。

(2)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图2所示：甲的电极反应式为_________________________________________。CO（NH2）2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋

4．以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。(1)酸性条件总反应式：_________________________________；正极反应式：________________________________；负极反应式：_________________________________。(2)碱性条件总反应式：_________________________________；正极反应式：____________________________