昌江黎族自治县某中学高考化学一轮复习 专题6.2 原电池 化学电源讲含解析.docVIP

2020年高考化学一轮复习 专题6.2 原电池 化学电源（讲）（含解析） 2020年高考化学一轮复习 专题6.2 原电池 化学电源（讲）（含解析） PAGE PAGE / NUMPAGESPAGE 17 2020年高考化学一轮复习 专题6.2 原电池 化学电源（讲）（含解析） 第2讲 原电池　化学电源 1。理解原电池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 知识点一 原电池的工作原理及应用 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.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。 3。工作原理 以锌铜原电池为例 （1）反应原理 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 （2）盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 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）单液原电池（无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比 名称 单液原电池 双液原电池 装置 相同点 正、负极电极反应，总反应式，电极现象 不同点 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触,既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能,造成能量损耗 Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗,故电流稳定，持续时间长 4。原电池原理的应用 （1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较弱的金属（或非金属）。 (2)加快化学反应速率:氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快. (3）用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护. （4)设计制作化学电源 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。 【典例1】(黑龙江大庆实验中学2019届模拟）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(SOeq \o\al(2－，4)）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 【答案】C 【解析】A项，由锌的活泼性大于铜,可知铜电极为正极,在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误;B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c（SOeq \o\al(2－,4））不变,错误；C项，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu,同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M（Zn2＋）〉M（Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加,正确;D项,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡,阴离子是不能通过交换膜的，错误. 【变式1】（山西省运城一中2019届模拟)分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) 　 A。①②中Mg作负极,③④中Fe作负极 B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C.③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D。④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 【答案】B 【解析】②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑,负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlOeq \o\al（－,2）＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。 知识点二 常见化学电源及工作原理 一、一次电池:只能使用一次，不能充电复原继续使用 1.碱性锌锰干电池 总反应:Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH）2. 负极材料：Zn. 电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。 正极材料:碳棒。 电极反应：2MnO2