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1、全国通用版高考化学大一轮复习第24讲原电池化学电源优选学案考纲要求考情分析命题趋势1.理解原电池的构成、工作原理及应用。2.能写出电极反应式和电池反应方程式。3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。xx，全国卷，11T预计2019年高考本部分知识有变“热”的趋势，题目将更加新颖。复习备考时注重实物图分析、新型电池分析、电解池与原电池的联系以及依据原电池工作原理并结合氧化还原反应知识熟练掌握电极反应式的书写方法。xx，全国卷甲，11Txx，全国卷乙，11Txx，北京卷，12T分值：68分3工作原理(以铜锌原电池为例)装置图电极名称负极正极电极材料_锌_片_铜_片电极反应_Zn2e=Zn2_Cu2
2、2e=Cu_电极类型_氧化_反应_还原_反应电子流向由_锌_片沿导线流向_铜_片电流方向由_铜_片沿导线流向_锌_片电解质溶液中离子流向电解质溶液中，阴离子向_负极_迁移，阳离子向_正极_迁移盐桥中离子流向盐桥中含有饱和KCl溶液，_K_移向正极，_Cl_移向负极电池反应方程式_ZnCu2=Zn2Cu_4原电池原理的四个应用(1)设计制作化学电源(2)比较金属活动性强弱(3)加快氧化还原反应的速率一个_放热_的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率_加快_。例如：在Zn与稀H2SO4反应时，加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。(4)用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池_正极_而得到
3、保护。盐桥的作用(1)连接内电路，形成闭合回路；(2)平衡电荷，使原电池不断产生电流。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池。()(2)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。()(3)用Al、Cu作电极，用浓硝酸或浓硫酸作电解液时，Cu作负极，Al作正极。()(4)用Mg、Al作电极，用NaOH溶液作电解液时，Al作负极，Mg作正极。 ()2在如图所示的八个装置中，属于原电池的是(D)ABCD(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。(2)无论在原电池还是在电解池中，电子
4、均不能通过电解质溶液。一原电池正负极的判断方法例1原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法正确的是(B)A(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极B(2)中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C(3)中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D(4)中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2二比较金属活泼性的三种方法1根据金属活动性顺序表。2根据原电池：一般情况下，活泼性：负极大于正极。3根据电解池：易得电子的金属阳离子，相应金属的活动性较弱。例2 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时
5、，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(B)ABCD解析 相连时，外电路电流从流向，说明为负极；相连时，为负极；相连时，上有气泡逸出，说明为负极；相连时，的质量减少，说明为负极。金属活泼性：负极正极，综上所述可知，这四种金属活动性由大到小的顺序为，B项正确。三设计原电池理论上能放热的氧化还原反应都可以设计成原电池。1拆反应将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极。2确定电极材料若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；若为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。一般情况下，发生还原
6、反应的电极材料的活泼性弱于负极材料。3确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可。4构成闭合回路例3能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、铜片、铁片、锌片和导线。(1)完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。如图所示或或(2)以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_负极逐渐溶解_。(3)甲、乙两种原电池中可更有效
7、地将化学能转化为电能的是_甲_，其原因是_原电池乙的负极可与CuSO4溶液直接反应，导致部分化学能转化为热能；原电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小_。解析 (1)根据电子的流向，左烧杯中电极为负极，右烧杯中电极为正极。(2)负极可以是Zn或Fe，可以观察到负极逐渐溶解。例1锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因
8、扣分A正、负极判断错误6D考生未弄清楚阳离子交换膜只允许阳离子通过6解析 铜为原电池的正极，发生还原反应，A项错误；SO和水不参与电池反应，其浓度不变，B项错误；随电池反应的进行，负极区产生的Zn2通过阳离子交换膜进入正极区补充减少的Cu2，使乙池溶液的质量增加，C项正确；由题意知阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子不能通过，D项错误。答案 C1MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下：该电池工作时，下列说法正确的是(C)AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正极移动解析 在原电池中，
9、活泼金属一般作负极，即Mg为负极，A项错误；石墨电极为正极，H2O2得电子发生还原反应，电极反应式为H2O22e=2OH，石墨电极附近溶液的pH增大，B项错误，C项正确；原电池中，阴离子应向负极移动，D项错误。1(xx上海卷)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示(C)A铜棒的质量Bc(Zn2)Cc(H)Dc(SO)解析 该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A项，溶液中的H在Cu电极的表面获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；B项，由于Zn是负极，不断发生反应：Zn2e=Zn2，所以溶液中c(Zn2)增大，错误；C项，由于反应不断消耗H，所以
10、溶液的c(H)逐渐减小，正确；D项，SO不参加反应，其浓度不变，错误。2微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(A)A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O解析 由电池结构图可知，在正极上氧气得到电子发生还原反应生成H2O，A项错误；微生物在反应中促进葡萄糖的氧化，即促进了电子的转移，B项正确；利用原电池工作原理知，质子可通过质子交换膜从负极区移向正极区，C项正确；该电池的总反应为葡萄糖发生氧化反应生成二氧化碳和水，D项正确。
11、3常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。0t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_2HNOe=NO2H2O_，溶液中的H向_正_极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_Al在浓HNO3中发生钝化，氧化膜阻止了Al的进一步反应_。考点二化学电源1一次电池(1)碱性锌锰干电池负极材料：_Zn_电极反应：_Zn2OH2e=Zn(OH)2_正极材料：_MnO2_电极反应：_2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH_总反应：Zn2MnO22H2O=2M
12、nOOHZn(OH)2。(2)银锌纽扣电池(电解质溶液为KOH溶液)负极材料：_Zn_，电极反应：_Zn2e2OH=Zn(OH)2_。正极材料：_Ag2O_，电极反应：_Ag2O2eH2O=2Ag2OH_。总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。2二次电池铅蓄电池(电解质溶液为30% H2SO4溶液)(1)放电时的反应负极反应：_Pb2eSO=PbSO4_。正极反应：_PbO22eSO4H=PbSO42H2O_。总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。电解质溶液的pH_增大_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)充电时的反应阴极反应：_PbSO42e=PbSO_。阳
13、极反应：_PbSO42H2O2e=PbO24HSO_。总反应：2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4。3燃料电池氢氧燃料电池电池酸性碱性或中性负极反应式_2H24e=4H_2H24e4OH=4H2O_正极反应式_O24e4H=2H2O_O24e2H2O=4OH_总反应式2H2O2=2H2O说明：燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由_外部_供给。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。()(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池。 ()(3)若使反应Fe2Fe3=3Fe2以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料。()(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长。 ()(5)固体电解质(高温下能传导O2)甲醇燃料电池的负极反应式：2CH3OH12e6O2=2CO24H2O。()(6)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下甲烷燃料电池正极反应式：3O212e6CO2=6CO。()2铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(O
