人教版高中化学考点18 原电池 化学电源（解析版）.docx

考点18 原电池 化学电源
化学电池是当今世界广泛用于供能的重要装置，属于考生应该掌握的知识。高考有关原电池的考查一直是常考常新，设题背景新、设问角度新、解答方式新。虽电池的种类多样，但主要考查原电池的基本工作原理，着重考查考生对原理的迁移应用能力。命题在选择题中，常以新型电池的形式对原电池的工作原理进行考查；在非选择题中，常结合元素化合物、物质的分离和提纯等知识，考查电极反应式的书写，以及利用电子守恒进行相关计算。
预测2023年高考仍然会以新型电池为切入点，考查原电池的工作原理及应用、电极反应式的书写及判断、溶液中离子的迁移及浓度变化、二次电池的充放电过程分析以及其他有关问题。备考时注重实物图分析、新型电池分析，从氧化还原反应的角度认识电化学，注重与元素化合物、有机化学、电解质溶液、化学实验设计、新能源等知识的联系。通过原电池装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践。
一、原电池的工作原理
二、化学电源
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．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、NH4NO3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。
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。
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( )
(2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( )
(3)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( )
(4)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( )
(5)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( )
(6)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( )
(7)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极( )
(8)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动( )
(9)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定做负极( )
(10)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高( )
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× (7)×　(8)×　(9)×　(10)√　
【典例】
例1 如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(　　)
A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极
B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
D．盐桥中装有含***化钾的琼脂，其作用是传递电子
【答案】C
【解析】该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，电极Ⅱ为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。盐桥中装有含***化钾的琼脂，其作用是传递离子。
例2 若将反应：Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑设计成原电池(如右图)，则下列说法不正确的是( )
A．该装置实现了化学能转化为电能 B．b 极表面发生了还原反应
C．c 溶液可以