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1、必考部分第八章化学反应应与能量第2讲讲 原电电池 化学电电源导导 航 高 考考 点 突 破随 堂 演 练练自 我 诊诊 断课课 时时 作 业业1了解原电电池的工作原理，能写出电电极反应应式和电电池反应应方程式。2了解常见见的化学电电源，认识认识 化学能与电电能相互转转化的实际实际 意义义及其重要应应用。3了解新型电电池的电电极反应应及应应用。考纲纲解读读 近五年来，新课标课标 地区对对原电电池工作原理考查查18次、试题难试题难 度以中等难难度为为主稍有难难度。预计预计 2014年高考在题题型上以传统题传统题 型为为主，其中原电电池的工作原理，电电极及电电池反应应式的书书写、原电电池的有关计计算
2、都是命题题的热热点内容。考向分析 考点图图析 一、原电池1概念：把化学能转转化为为_的装置。2工作原理：(以锌锌铜电铜电 池为为例)基础础知识识梳理电电极名称负负极正极 电电极材料锌锌片铜铜片 电电极反应应_反应类应类 型_反应应_反 应应 电电子流向由_极沿导线导线 方向流向_ 极电电池反应应 方程式_3.原电电池构成条件(1)两个活泼泼性不同的电电极(常见为见为 金属或石墨)。(2)将电电极插入_溶液中。(3)两电电极间间构成闭闭合回路。(4)能自发进发进 行的_反应应。思考通常的氧化还还原反应为应为 什么不能获获得电电流？二、化学电源1碱性锌锰锌锰 干电电池一次电电池负负极反应应：_；正
3、极反应应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；总总反应应式：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。2二次电电池(可充电电电电 池)铅铅蓄电电池铅铅蓄电电池是常见见的二次电电池，负负极材料是_，正极材料是_。(1)放电时电时 的反应应负负极反应应：_；正极反应应：PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)；电电池总总反应应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。(2)充电时电时 的反应应阴极反应应：_；3燃料电电池氢氢氧燃料电电池是目前最成熟的燃料电电池，可分酸性和碱性两种。酸性碱性负负极反应应式2H
4、24e=4H2H24OH4e =4H2O 正极反应应式_O22H2O4e =4OH 电电池总总反应应 式2H2O2=2H2O答案：一、1.电电能2Zn2e=Zn2 Cu22e=Cu 氧化 还还原 Zn Cu ZnCu2=Zn2Cu3(2)电电解质质 (4)氧化还还原思考：通常的氧化还还原反应应中，还还原剂剂把电电子直接转转移给给氧化剂剂，如ZnCu2=Zn2Cu中，此反应应中，Zn原子把电电子直接给给了在溶液中与之接触的Cu2，自身被氧化成Zn2进进入溶液，而Cu2在锌锌片上直接得到电电子被还还原成Cu，得不到电电流。1(双选选)下列装置可以形成原电电池的是( )自主检查检查 答案AB解析构成
5、原电电池需要具备备下列三个条件：活泼泼性不同的两个电电极；有电电解质质溶液；组组成闭闭合回路，故A、B符合条件。2某学生欲完成Cu2Ag=2AgCu2反应应，设计设计 了下列四个实验实验 ，可行的是( )答案C解析A、B、D三项项中反应应都不能自发进发进 行，只有C正确可行。3如图图所示是Zn和Cu形成的原电电池，其实验兴实验兴 趣小组组做完实验实验 后，在读书读书 卡上的记录记录 如下，则则卡片上的描述合理的是( )A B C D答案B4碱性电电池具有容量大，放电电电电 流大的特点，因而得到广泛应应用。锌锌锰锰碱性电电池以氢氢氧化钾钾溶液为电为电 解液，电电池总总反应应式为为：Zn2MnO2
6、2H2O=Zn(OH)22MnOOH，下列说说法错误错误 的是( )A电电池工作时时，锌锌失去电电子B电电池正极的电电极反应应式为为：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OHC电电池工作时时，电电子由正极通过过外电电路流向负负极D外电电路中每通过过0.2 mol电电子，锌锌的质质量理论论上减少6.5 g答案C解析从电电池总总反应应式Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH可以确定Zn为负为负 极，电电子从负负极流出经经外电电路流向正极。当外电电路中通过过0.2 mol电电子，参加反应应的锌锌理论论上为为0.1 mol，即质质量减少6.5 g。5A、B二个烧烧杯分别别盛有相同物质质的
7、量浓浓度的稀硫酸。(1)A中反应应的离子方程式为为_。(2)B中Sn作_极，电电极反应应式为为_。Sn极附近溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变变”)_；Fe作_极，电电极反应应式为为_。答案(1)Fe2H=Fe2H2(2)正 2H2e=H2 增大 负负 Fe2e=Fe21正负极判断判断依据负负极正极 电电极材料活泼泼性较较强的金属活泼泼性较较弱的金属或能 导电导电 的非金属 电电子流动动方向电电子流出极电电子流入极 电电解质质溶液中离子定 向移动动方向阴离子移向的极阳离子移向的极发发生的反应应氧化反应应还还原反应应 反应现应现 象溶解的极增重或有气泡放出的极2.电电极反应应式的书书写书书写
8、电电极反应应式时时，要根据电电极材料、电电解质质溶液分析电电极反应应和电电极产产物，写出电电极反应应式，还还要注意电电子守恒。(1)负负极为为活泼泼金属时时，一般失去电电子形成可溶性稳稳定价态态阳离子，或进进入溶液，或与电电解质发质发 生反应应；若为为燃料电电池，负负极一般不参与反应应，可燃气体失去电电子，形成稳稳定的氧化产产物，或进进一步与电电解质质溶液反应应。(2)正极上，一般是溶液中氧化性最强的微粒获获得电电子被还还原，生成稳稳定的还还原产产物，或进进一步与电电解质质溶液反应应。(3)正、负负两极反应应式在确保得失电电子数目相等的前提下，加和可得电电池反应总应总 方程式。例 1(双选选)
9、铜锌铜锌 原电电池如图图工作时时，下列叙述正确的是( )A正极反应为应为 ：Zn2eZn2B电电池反应为应为 ：ZnCu2Zn2CuC在外电电路中，电电子从负负极流向正极D盐桥盐桥 中的K移向ZnSO4溶液解析本题题考查查原电电池。电电池的正极得电电子，A选项选项错误错误 ；结结合该电该电 池的装置图图可知，该过该过 程中的氧化还还原反应为应为 ZnCu2=Zn2Cu，B选项选项 正确；外电电路中，电电子从负负极流向正极，C选项选项 正确；左烧烧杯中由于Zn失去电电子形成Zn2，使的该烧该烧 杯中正电电荷的离子增加，为维为维 持电电中性，K应该应该 通过盐桥过盐桥 流向CuSO4所在的右烧烧杯
10、，D选项错误选项错误 。答案BC1将纯锌纯锌 片和纯铜纯铜 片按下图图所示方式插入同浓浓度 的稀硫酸中一段时间时间 ，以下叙述正确的是( ) A两烧烧杯中铜铜片表面均无气泡产产生 B甲中铜铜片是正极，乙中铜铜片是负负极 C两烧烧杯中溶液的pH均增大 D甲产产生气泡的速度比乙慢变式训练 答案C解析甲为为由铜铜、锌锌、稀硫酸、导线导线 构成的原电电池，所以锌电锌电 极失电电子，失掉的电电子沿导线导线 流到铜电铜电 极，溶液中的氢氢离子在铜电铜电 极上得到锌锌失掉的电电子而被还还原为为氢氢气；乙中铜铜片没有任何作用，只是锌锌与稀硫酸发发生一个简单简单 的化学反应应，锌锌失电电子直接给给溶液中的氢氢离
11、子，氢氢离子直接在锌锌片上被还还原为氢为氢 气，故选项选项 A、B错误错误；由于两个烧烧杯中都是氢氢离子得电电子成为氢为氢 气脱离溶液体系，所以两烧烧杯中溶液的pH均增大，选项选项 C正确；甲、乙总总反应应相同，但甲构成了原电电池反应应速率较较快，D项错项错 。2有关电电化学知识识的描述正确的是( )ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热热，故可把该该反应设计应设计 成原电电池，把其中的化学能转转化为电为电能B某原电电池反应为应为 Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥盐桥 中可以是装有含琼琼脂的KCl饱饱和溶液答案D解析A项项中，反应应是非氧化还还原反应应，不能设计
12、设计 成原电电池，错错。B项项中，反应过应过 程中会发发生AgCl=AgCl，错错。C项项中，Fe遇浓浓硝酸会发发生钝钝化，而Cu能与浓浓硝酸反应应失去电电子作负负极，错错。1比较较不同金属的活动动性强弱根据原电电池原理可知，在原电电池反应过应过 程中，一般活动动性强的金属作负负极，而活动动性弱的金属(或碳棒)作正极。若有两种金属A和B，用导线导线 将A和B连连接后，插入稀硫酸中，一段时间时间 后，若观观察到A极溶解，而B极上有气体放出，则说则说 明在原电电池工作过过程中，A被氧化成阳离子而失去电电子作负负极，B作正极，则则可以断定金属A的金属活动动性比B的强。2加快化学反应应速率由于原电电池
13、将氧化还还原反应应拆成两个半反应应且有电电流产产生，因而反应应速率加快。如Zn与稀H2SO4反应应制氢氢气时时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电电池，加快反应进应进 行。3设计设计 制作化学电电源设计设计 原电电池时时要紧紧扣原电电池的四个条件。具体方法是：(1)首先将已知氧化还还原反应应拆分为为两个半反应应；(2)根据原电电池的电电极反应应特点，结结合两个半反应应找出正负负极材料(负负极就是失电电子的物质质，正极用比负负极活泼泼性差的金属即可，也可以用石墨)及电电解质质溶液。电电解质质溶液的选择选择电电解质质是使负负极放电电的物质质。因此电电解质质溶液一般要能够够与负负极发
14、发生反应应，或者电电解质质溶液中溶解的其他物质质能与负负极发发生反应应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应应分别别在两个容器中进进行(中间连间连 接盐桥盐桥 )，则则左右两个容器中的电电解质质溶液选择选择 与电电极材料相同的阳离子。如在铜铜锌锌硫酸构成的原电电池中，负负极金属锌锌浸泡在含有Zn2的电电解质质溶液中，而正极铜铜浸泡在含有Cu2的溶液中。电电极材料的选择选择在原电电池中，选择还选择还 原性较较强的物质质作为负为负 极；氧化性较较强的物质质作为为正极，并且，原电电池的电电极必须导须导电电。电电池中的负负极必须须能够够与电电解质质溶液反应应，容易失去电电子，因此负负极一般是活泼泼的金属材料(也可以是还还原性较较强的非金属材料如H2、CH4等)。(3)按要求画出原电电池装置图图。例 2利用化学反应应：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，选择选择 合适的材料和试剂试剂 ，设计设计 一个原电电池。可供选择选择 的电电极材料：铁铁棒、铜铜棒、石墨棒。可供选择选择 的电电解质质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请请回答下列问题问题 ：(1)选选用_作正极材料，_作负
