高考化学大一轮复习专题7化学反应与能量变化第二单元原电池化学电源学案

-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------

第二单元 原电池 化学电源

[考试标准]

知识条目 1.原电池的概念 2.铜－锌原电池的原理及电极反应式 3.原电池的构成条件 4.常见化学电源 5.原电池的构造与工作原理，盐桥的作用 6.判断与设计简单的原电池 7.原电池的电极反应式及电池反应方程式 8.原电池的正、负极和电子流向的判断 9.银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值 必考要求 a b a b 加试要求 a b b c b c b c b 考点 原电池的工作原理

1．概念和反应本质

原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 2．工作原理

(1)反应原理

电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 (2)原理归纳 负极 锌片 Zn－2e===Zn 氧化反应 －2＋2＋正极 铜片 Cu＋2e===Cu 还原反应 －由Zn片沿导线流向Cu片 金戈铁制卷

-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------

3．原电池的构成条件

(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 (3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液；

②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。 4．盐桥原电池(加试) (1)构造

(2)盐桥的组成和作用

①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。 ②盐桥的作用

a．连接内电路，形成闭合回路； b．平衡电荷，使原电池不断产生电流。

③盐桥含饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极。 (3)单池原电池和盐桥原电池的对比

＋

－

图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。 负极：Zn－2e===Zn 正极：Cu＋2e===Cu

金戈铁制卷

－2＋

2＋－

-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------

总反应：Zn＋Cu===Cu＋Zn

不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu，会有一部分Zn与Cu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。 图2中Zn和CuSO4溶液分别在两个池子中，Zn与Cu不直接接触，不存在Zn与Cu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。 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。

2＋

2＋

2＋

2＋

2＋2＋

1．(2015·浙江9月选考，17)如图所示，下列说法正确的是( )

A．铁电极的电极反应式为Fe－3e===Fe B．溶液中的H移向Fe电极

C．该装置中能量转化方式为电能转化为化学能 D．电子从铁棒经导线流入石墨棒 答案 D

2．(2015·浙江10月选考，16)如图所示进行实验，下列说法不正确的是( )

＋

－

3＋

A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能

C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e===Zn 答案 B

解析 本题考查化学能和电能知识。装置甲为锌片与稀硫酸反应装置，可观察到锌片上有气泡产生；装置乙为铜锌原电池，锌片、铜片和硫酸形成的原电池中，铜片为原电池正极，该极上氢离子得电子生成氢气，电极反应为2H＋2e===H2↑，故装置乙的铜片上也可观察到有气泡产生。锌片为原电池负极，锌失电子，负极上的电极反应式为Zn－2e===Zn，电子由负极经导线流向正极，整个电路形成回路，产生电流，化学能转变为电能，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转。故A、C、D正确；甲装置不是原电池，能量变化不是化学能转化为电能，没有产生电流，而乙装置是原电池，原电池中的能量变化为化学

－

2＋

＋

－

－

2＋

金戈铁制卷

-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------

能转化为电能，B不正确；故选B。

3．(2016·浙江10月选考，17)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。下列说法正确的是( )

A．铁片发生还原反应而被腐蚀

B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域

C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e===4OH

D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 答案 D

解析 A项，在铁的吸氧腐蚀过程中，铁片发生氧化反应而被腐蚀；B项，铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多；C项，铁片腐蚀中负极反应式应为Fe－2e===Fe。

备考导向 在学考中，考查原电池的形成条件和基本工作原理，以及根据原电池的工作原理探究金属的腐蚀。题目较简单。

题组一 原电池装置的判断与应用

1．下面装置中，能构成原电池的是________(填序号)。

2＋

－

－

－

金戈铁制卷