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1、1了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。,原电池,1概念把 转化为 的装置。2工作原理(以锌铜原电池为例),化学能,电能,锌,铜,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,氧化,还原,锌,铜,负,正,3构成条件(1)两个 的电极。(2)电极插入到 中。(3)两电极形成 。(4)能自发进行 反应。,活泼性不同,电解质溶液,闭合回路,氧化还原,思考探究,1通常的氧化还原反应为什么不能获得电流？提示：通常的氧化还原反应中电子直接在氧化剂和还原剂之间进行转移，相当于短路，形不成电流。2把上述装置中的Zn换成铁，电流表指针是否偏转？把CuSO4溶液换成稀H
2、2SO4，电流表指针是否偏转。提示：二者均偏转。,自测自评,1在如图所示的8个装置中，属于原电池的是(),ABC D解析：根据原电池的构成条件可知：中一个电极，中两电极材料相同，中酒精不是电解质，中两电极材料相同且无闭合回路，故均不能构成原电池。答案：D,2(2013济南调研)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(),A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速率甲比乙慢,解析：因乙杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，A、B皆错；因甲烧杯中Zn、Cu用导线连接后构成原电池，加快了Zn的溶解，
3、故D错；又因两烧杯中的Zn都能与稀H2SO4反应产生H2而消耗H，故C正确。答案：C,化学电源,1一次电池碱性锌锰干电池,Zn,Zn2OH2e= Zn (OH)2,碳棒,2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH,总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2,3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。,2H24e=4H,2H24OH4e=4H2O,O24H4e=2H2O,O22H2O4e=4OH,思考探究,1原电池反应中，两极材料本身一定发生反应吗？提示：不一定。如燃料电池，两极是铂电极，本身不参与反应，参与反应的是H2和O2。2依据铅蓄电池充、放电原理，
4、说明在充电时，电池正、负极分别作什么极，电子得失情况怎样？提示：二次电池在充电时，电池负极与充电电源负极相连，作阴极，得到电子；电池正极与充电电源正极相连，作阳极，失去电子。二次电池的充、放电反应互为逆反应。,3氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后， 电解质溶液的浓度如何变化？溶液的pH如何变化？当氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，又会如何变化？提示：无论以KOH溶液作电解质溶液还是以H2SO4溶液作电解质溶液，总反应均为2H2O2 = 2H2O，所以反应一段时间后，因为有H2O的生成而使电解质溶液的浓度均降低，但KOH溶液pH减小，H2SO4溶液pH增大。,自测自
5、评,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，锌电极是负极解析：锂离子电池可以充电后再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故外电路中电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2，故作为负极，D项正确。,答案：B,2(2012南京模拟)关于铅蓄电池的说法正确的是(),答案：B,3下图是工程师设计的氢氧燃料电池的示意图：a、b两个电极均由多孔的炭块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。,(1)a电极是电
6、源的_极；(2)若该电池产生360 g的水，则电路中通过了_mol电子。解析：燃料电池燃料在负极上失电子；根据氢氧燃料电池反应方程式知，生成1 mol H2O转移2 mol e，则电路中通过的电子的物质的量为360 g18 g/mol240 mol。答案：(1)负(2)40,3年9考,三、原电池原理的应用,3年14考,二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写,3年11考,一、原电池的工作原理,命题指数,考频,考点,原电池的工作原理,原电池的工作原理是历年高考命题的热点，多以选择题为主，少部分以填空题及综合题出现，内容与生产生活、新科技及新技术等问题相联系。主要考查内容有：原电池的电极名称、电极
7、反应、电子流向，从近几年的高考试题来看，以新型电池(如燃料电池)为背景考查原电池的工作原理，越来越受重视。,例1(2012福建高考)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是 (),ACu电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu路径流动,D片刻后可观察到滤纸b点变红色解析A项中Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极发生还原反应。B选项中电子流向是负极到正极， 但ab这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动。C选项中硫酸根离子浓度基本保持不变。D选项中滤纸a点是阴极，氢离子放电，溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，显碱性，试纸变红色。答案A,例2(2012四川高考)一种
8、基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是()A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为O24e2H2O=4OH,解析原电池中H移向电池的正极，A项错误；酸性电池不可能存在OH，故正极的反应式为：O24H4e=2H2O，转移4 mol电子时，消耗1 mol O2，则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2，故B、D项错误；电池反应即正极反应式的和，将两极的反应式相加可知
9、C正确。答案C,1原理图示,2原电池的判断方法(1)先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池。,(2)然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：,(3)多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。3电解质溶液中离子的移动规律(1)规律：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。(2)实验：CuZn原电池中，H2SO4作电解质溶液，H向Cu电极移动，SO向Zn电极移动。,1根据下图，下列判断中正确的是 (),A烧杯a中的溶液pH升高B烧杯b中发生还原反应,C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2
10、解析：题中给出的物质表明，该电池的总反应是2ZnO22H2O=2Zn(OH)2，烧杯a中发生的反应为O2 2H2O 4e=4OH， 烧杯b中发生的反应为Zn2e=Zn2。答案：A,2(2010安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是 (),A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：由电极反应式可知，氢气通入的一极为负极，氧气通入的一极为正极，故a为负极、b为正极，电子应
11、该是通过外电路由a极流向b极，A错；B项，b极上的电极反应式为O24e4H=2H2O，B错；C项，没有注明此时是否处于标准状况下，故无法计算气体的体积，C错。答案：D,原电池正负极的判断和电极反应式的书写,原电池正负极的判断和电极反应式的书写，是历年高考的必考点，主要考查正负极的判断、电极反应式的书写及原电池总反应式的书写，题型以选择题和填空题为主，预测今后高考仍会以新型电池为背景，考查电极反应式及原电池总反应式的书写。,例3(2011北京高考，有改动)结合下图判断，下列叙述正确的是 (),A和中正极均被保护B和中负极反应均是Fe2e= Fe2C和中正极反应均是O22H2O4e=4OHD、溶液
12、pH均增大，原因相同,解析锌比铁活泼，装置中锌作负极，电极反应式为Zn2e=Zn2。铁作正极，但溶液显中性，所以发生锌的吸氧腐蚀，正极反应式为O22H2O4e= 4OH；铁比铜活泼，装置中铁作负极，负极反应为Fe2e= Fe2。铜作正极，但溶液显酸性，所以正极是溶液中的氢离子得电子，电极反应式为2H2e= H2。中pH增大是因为生成了OH，中pH增大是因为消耗了H。 答案A,例4(1)(2012海南高考节选)肼空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_。(2) (2012新课标全国高考节选)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KC
13、lO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_；与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应为_，该电池总反应的离子方程式为_。,(3)(2012江苏高考节选)铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示。该电池反应的化学方程式为_。,解析(1)“肼空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应，故负极是肼发生反应：N2H4 4e4OH=N24H2O。,(3)Al作负极，AgO/Ag作正极，NaOH和NaAlO2溶液是电解质溶液，所以生成物是NaAlO2、Ag、H2O。,1正、负极的判断,2电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写：,(2)复杂电极反应式的书写：,如CH4酸性燃料电池中，负极反应式的书写：CH42O2=CO22H2O(总反应式)，2O28H8e=4H2O(正极反应式)，CH42H2O8e=CO28H(负极反应式)。,特别提醒(1)原电池正、负极的判断基础是氧化还原反应，如果给出一个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断。发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。(2)当两电极都与电解质溶液反应时，活泼的电极作负极，不活泼的电极作正极；当只有一极与电解质溶液反应时，与电解质溶液反应的电极作负极，另一极作正极。,
