高考化学一轮复习 第1部分 专题6 第2单元 原电池 化学电源教案 苏教版-苏教版高三全册化学教案

原电池化学电源1．概念原电池是把化学能转化为电能的装置。

2．构成条件如图是Cu­Zn原电池，请填空：(1)反应原理①电子方向：从负极流出沿导线流入正极；②电流方向：从正极沿导线流向负极；③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。

(3)盐桥作用①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷(盐桥中阴离子移向负极，阳离子移向正极)，使原电池不断产生电流。

[深度归纳](1)两种装置的比较图Ⅰ中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高，电能效率低。

图Ⅱ中Zn和CuSO4溶液分别在两个池中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长，电能效率高。

(2)原电池正、负极的判断注意：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。

如在Mg －NaOH(aq)－Al原电池中Al为负极；在Cu－浓硝酸－Fe(Al)原电池中Cu为负极。

4．原电池原理的两个应用(1)比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

(2)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。

例如，在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

[应用体验]1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在化学反应中，所有自发的放热反应均可以设计成原电池。

( )(2)在Mg－NaOH(aq)－Al电池中负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O。

( )(3)相同情况下，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。

( )(4)原电池反应时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极。

( )答案：(1)×(2)√(3)√(4)×2．在如图所示的5个装置中，不能形成原电池的是____________(填序号)。

③装置发生的电极反应式为_______________________________________________________________________________________。

答案：②④负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑考法1 原电池的原理1．(2018·潍坊一模)根据光合作用原理，设计如图原电池装置。

下列说法正确的是( )A．a电极为原电池的正极B．外电路电流方向是a→bC．b电极的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2D．a电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H＋为2 molC [根据图示可知，a电极上H2O转化为H＋和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为O2＋2e －＋2H＋===H2O2，C项正确；a电极上每生成1 mol O2，转移4 mol 电子，则通过质子交换膜的H＋为4 mol，D项错误。

]2．(2019·厦门模拟)将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。

下列说法不正确的是 ( )A．盐桥中的K＋移向FeCl3溶液B．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极D [A项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I－失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计读数为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2＋，导致平衡逆向移动，则Fe2＋失去电子生成Fe3＋，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。

][思维建模] 原电池的工作原理简图考法2 原电池原理的应用3．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P 用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E 用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N －2e－===N2＋。

则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是 ( ) A．P>M>N>E B．E>N>M>PC．P>N>M>E D．E>P>M>NA [由①知，金属活动性：M>N；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：P>M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N>E。

]4．设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。

(1)负极反应式：_________________________________________。

(2)正极反应式：_________________________________________。

(3)电池总反应方程式：___________________________________。

(4)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：①不含盐桥②含盐桥答案：(1)Cu－2e－===Cu2＋(2)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋(3)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(4)①②[思维建模] 原电池设计的思维模板(1)正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属（如石墨等）作为正极。

(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（如溶解于溶液中的空气）。

但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。

(3)画装置图：注明电极材料与电解质溶液。

但应注意盐桥不能画成导线，要形成闭合回路。

考点二| 常见化学电源的分类及其工作原理一次电池1银锌钮扣电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。

2．碱性锌锰电池碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

二次电池铅蓄电池总反应式为放电2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4充电提醒：(1)二次电池充电时的电极连接即正极接正极，负极接负极。

(2)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应与放电时的负极反应相反。

燃料电池426(甲醇、乙醇)、CO、金属(Al、Li等)，燃料在电池中的负极发生反应。

1．氢氧燃料电池介质酸性碱性负极反应式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总反应式2H2＋O2===2H2O反应，O2发生正极反应。

②书写电极反应式时，注意介质参与的反应。

[深度归纳] 化学电源中电极反应书写的一般方法思路(1)明确两极的反应物；(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物；(3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物；(4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。

注意：①H ＋在碱性环境中不存在；②O 2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H ＋，生成H 2O ，在中性或碱性环境结合H 2O ，生成OH －；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。

2．以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应和总反应1酸性溶液⎩⎪⎨⎪⎧正极：32O 2＋6e －＋6H ＋===3H 2O负极：CH 3OH －6e －＋H 2O===CO 2＋6H ＋总反应：CH 3OH ＋32O 2===CO 2＋2H 2O2碱性溶液⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧正极：32O 2＋6e －＋3H 2O===6OH－负极：CH 3OH －6e －＋8OH －===CO 2－3＋6H 2O 总反应：CH 3OH ＋32O 2＋2OH －===CO 2－3＋3H 2O(3)固体氧化物(O 2－可移动⎩⎪⎨⎪⎧正极：32O 2＋6e －===3O2－负极：CH 3OH －6e －＋3O 2－===CO 2＋2H 2O 总反应：CH 3OH ＋32O 2===CO 2＋2H 2O4熔融碳酸盐正极通入CO 2⎩⎪⎨⎪⎧正极：32O 2＋6e －＋3CO 2===3CO 2－3负极：CH 3OH －6e －＋3CO 2－3===4CO 2＋2H 2O总反应：CH 3OH ＋32O 2===CO 2＋2H 2O[应用体验]1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)太阳能电池不属于原电池。

( )(2)碱性锌锰电池的负极附近的介质的碱性增强。

( ) (3)铅蓄电池的两极在电池工作时质量均增加。

( )(4)氢氧燃料电池的正极反应式均为O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O 。

( )答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)×2．CO 为燃料，O 2为氧化剂，碱性溶液作电解质溶液，电池工作时负极反应式为________________，正极反应式为________________，总反应式为___________________________________________________。

答案：CO －2e －＋4OH －===CO 2－3＋2H 2O 12O 2＋2e －＋H 2O===2OH－2CO＋O2＋4OH－===2CO2－3＋2H2O考法1 一次电池与二次电极1．(2019·兰州模拟)被称为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。