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原电池(知识点归纳总结+例题解析)

原电池(知识点归纳总结+例题解析)
原电池(知识点归纳总结+例题解析)

原电池

【学习目标】

1、了解常见化学能与电能转化方式及应用;

2、掌握原电池的组成及反应原理;

3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。

【要点梳理】

要点一、原电池的工作原理

1、原电池的定义

燃煤发电的能量转换过程是,该过程虽然实现化学能与电能的转化,但是过程繁琐、复杂且能耗较大。在此过程中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。因此,需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能,原电池就是这样的装置。

将化学能转变为电能的装置叫做原电池。

2、原电池的工作原理

实验1、如下图,把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。

现象:Zn片上有气泡出现。

反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。Zn失电子生成Zn2+,H+得电子生成H2。

实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来,中间接一电流计G。

现象:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡出现,电流计G指针发生偏转。

结论:Zn反应生成Zn2+而溶解,Cu片上有H2产生,有电流产生。

该实验中,产生了电流,就构成了原电池。

要点诠释:原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移,产生电能,因此原电池的作用为将化学能转化成电能。

要点二、原电池的组成条件

组成原电池必须具备三个条件:

(1)提供两个活泼性不同的电极,分别作负极和正极。

要点诠释:

a、负极:活泼性强的金属,该金属失电子,发生氧化反应。

b、正极:活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨),该电极上得电子,发生还原反应。

c、得失电子的反应为电极反应,上述原电池中的电极反应为:

负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2H++2e-=H2↑,总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

(2)两个电极必须直接和电解质溶液接触,电解质溶液中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。

要点诠释:电源内部电解质溶液中,阳离子移动的方向即是电流的方向,所以阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。

(3)必须有导线将两电极连接,形成闭合通路。

要点诠释:在电源的外电路电流由正极流向负极,在电源的内电路电流由负极流向正极,从而形成闭合回路。要点三、原电池的正、负极的判断方法

原电池中正负极的判断方法如下:

(1)根据电极材料:较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电流方向或电子流动方向:电流是由正极流向负极的,电子是由负极流向正极的。

(3)根据离子移动方向:阳离子移向正极,阴离子移向负极。

(4)根据电极反应类型:发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极。

(5)根据电极上反应现象:如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。

要点诠释:在判断电流方向时,要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同:在电源的外电路电流由正极流向负极,在电源的内电路电流由负极流向正极。

要点四、原电池电极反应式的书写

书写电极反应式时需掌握以下要点:

(1)需标出正负极及电极材料。

(2)遵循三大守恒(电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒)。

(3)电池的电极反应书写要满足所处的电解质溶液的酸碱性环境。例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中,在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适,在传导O2-的固体电解质中,O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。

(4)电池的电极反应式可以直接写,也可以将总电池反应减去某一极反应得到另一极反应。减的时候要注意不要在负(正)极出现正(负)极得(失)电子的物质。

以氢氧燃料电池为例:

方法一:直接写。

负极电极反应式书写:

酸性介质中:H2失电子为负极,产物写成H+就可以。负极:2H2-4e-=4H+

碱性介质中:H2失电子的产物写成H+就不合适了,写成H2O更合适,根据电荷守恒,左边补OH-。负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O

正极电极反应式书写:

酸性介质中:O2得电子,根据电荷守恒再补4H+,产物写成H2O:

正极:O2+4H++4e-=2H2O

碱性介质中:O2得电子,产物写成OH-更合适,根据元素守恒,左边以H2O来补。正极:O2+2H2O+4e-=4OH-方法二:用总反应。

总反应:2H2+O2=2H2O 减去负极反应:2H2-4e-=4H+,将负极中失电子的H2抵消掉,可得酸性条件下的正极反应。

要点诠释:

①书写的原则是:按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应的规律,正确判断出两极物质反应生成的产物,

然后结合电解质溶液所能提供的离子,结合质量守恒定律、电荷守恒配平各电极式,两电极反应式相加则得总反应式。结合具体的情况,我们可以概括为以下两种情况:a.根据两个电极反应式,写出总反应式,使两个电极式得失电子数相等后,将两式相加,消去相同的部分。若电解质为弱电解质,在相加时应把离子改为相应的弱电解质。b.根据总反应式,写电极反应式一般分四个步骤:列物质,标得失;选离子,配电荷;配个数,巧用水;两式加,验总式。

②写电极反应式时应注意:

a.两极得失电子数相等。

b.电极反应式常用“”,不用“”。

c.电极反应式中若有气体生成,需加“↑”;若有固体生成,一般不标“↓”。

要点五、原电池原理的应用

1.作化学电源。

人们利用原电池原理,将化学能直接转化为电能,制作了多种电池,如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃料电池等,以满足不同的需要。

2.比较金属的活动性。

原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。例如,有两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察到A极溶解,B极上有气泡产生,由原电池原理可知,A为负极,B为正极,金属活动性A>B。

3.加快氧化还原反应速率。

实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快,原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池,加快了锌的腐蚀,使产生H2的速率加快。如果用纯锌,可以在稀H2SO4溶液中加入少量的CuSO4溶液,也同样会加快产生H2的速率,原因是Cu2++Zn=Cu+Zn2+,生成的Cu和Zn在稀H2SO4溶液中形成原电池,加快了锌的腐蚀,产生H2的速率加快。

要点诠释:原电池为什么能加快化学反应速率?

以Fe与稀H2SO4溶液的反应为例说明。如下图所示:

甲中,Fe失去e-,变为Fe2+,Fe2+进入溶液,排斥了Fe片周围的H+,H+欲得电子须突破Fe2+形成的屏障,因而受到阻碍。乙中,Fe失去e-,e-转移到Cu片上,Cu片一侧没有Fe2+屏障,H+得e-不受阻碍,故其化学反应速率较快。

4.设计原电池

从理论上说,任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。

例如,利用Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2的氧化还原反应设计原电池,由反应式可知:

Cu失去电子作负极,FeCl3(Fe3+)在正极上得到电子,且作电解质溶液,正极为活泼

性比Cu弱的金属或导电的非金属等。如图该原电池的电极反应式为:

负极(Cu):Cu Cu2++2e—(氧化反应)

正极(C):2Fe3++2e—2Fe2+(还原反应)

5.金属防腐蚀。

金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而损耗的过程。在金属腐蚀中,把不纯的金属跟电解质溶液接触时形成的原电池反应发生的腐蚀称为电化学腐蚀(区别于一般的化学腐蚀)。如钢铁的电化学腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了氧气、CO2,含有少量的H+和OH-,形成电解质溶液。它跟钢铁里的铁和少量的碳形成无数个微小的原电池。铁作负极,碳

作正极:

负极:2Fe-4e-=2Fe2+

正极:O2+4e-+2H2O=4OH-

电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。

【典型例题】

类型一:原电池的工作原理

例1、原电池产生电流的本质原因是()

A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子

B.有导线将两个活动性不同的电极连接

C.正极发生了氧化反应,而负极发生了还原反应

D.两电极上分别进行的氧化还原反应中有电子的转移

【答案】D

【解析】氧化还原反应是原电池产生电流的本质原因。

【总结升华】抓住原电池产生电流的本质原因才能理解原电池的工作原理和应用。

举一反三:

【变式1】下面是四个化学反应,你认为理论上不可用于设计原电池的是()

A.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

B.2H2+O2=2H2O

C.Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑

D.CH4+2O2=CO2+2H2O

【答案】C

【解析】理论上反应类型为氧化还原反应的化学反应可用于设计原电池。只有选项C属于非氧化还原反应。类型二:原电池的组成条件

例2、下图各装置中,不能构成原电池的是()

【答案】D

【解析】根据构成原电池的几个条件可以发现,D答案是错误的,没有构成闭合回路。

【总结升华】本题是对构成原电池的条件的考查。构成原电池的条件必须同时满足:(1)要有活泼性不同的两个电极;(2)要有电解质溶液;(3)要有导线,能形成闭合回路。

举一反三:

【变式1】在下图的八个装置中,属于原电池的是哪几个?

【答案】④⑦

类型三:原电池的正、负极的判断方法

例3、关于如图所示装置的叙述正确的是()

A.铜是阳极,铜片上有气泡产生

B.铜片是正极,该电极周围溶液氢离子浓度不变

C.电流从锌片经导线流向铜片

D.氢离子在铜片表面被还原

【答案】D

【解析】如图所示装置是原电池,电极为正、负极,活泼的锌为负极,失去电子,发生氧化反应,本身质量逐渐减少。而铜极为正极,上面富集电子,H+移向铜极,H+浓度增大,H+发生还原反应产生H2。

举一反三:

【变式1】关于下图所示的原电池,下列说法正确的是()

A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极

B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移

C.锌电极发生还原反应,铜电极发生氧化反应

D.铜电极上发生的电极反应是:2H++2e-===H2↑

【答案】A

【解析】图示原电池中,Zn为负极发生氧化反应,Cu为正极发生还原反应,故A项正确,C项错;原电池工作时,ZnSO4溶液中的Zn2+浓度增大,所以盐桥中的阴离子向ZnSO4溶液中迁移,B项错;铜电极上发生的反应是Cu2++2e-→Cu,D项错。

类型四:原电池电极反应式的书写

例4、如下图所示装置能否构成原电池?__________。若不能,请说明理由______________________。

若能,请确定两极名称并写出电极反应式和总反应式_____________________,______________________。

【答案】能Al为负极:

Al+4OH--3e-===AlO2-+2H2O

Mg为正极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-

总反应:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑

【解析】装置满足原电池构成的条件,有活泼性不同的电极、有电解质溶液并且形成了闭合回路,所以能形成原电池。在NaOH溶液中,Al的活动性强,是负极,电极反应式为:Al+4OH--3e-===AlO-2+2H2O,Mg 为正极,电极反应式为:2H2O+2e-===H2↑+2OH-

【总结升华】如果对原电池的原理理解不透彻,仅根据电极材料的金属活泼性来写原电池的正负极,在解本题时就会出错。原电池能形成电流,是由于两极在电解质溶液中放电能力不同而造成的。电极材料在电解质溶液

中的放电能力与金属的活泼性并不完全一致,即金属性强的不一定先放电。如Mg比Al活泼,在NaOH溶液中Al能反应,而Mg不能。弄清这一点,本题就容易解决了。

举一反三:

【变式1】有人设计出利用CH4和O2反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧的反应,则下列说法中正确的是()

①每消耗l mol CH4可以向外电路提供8mol e-

②负极上CH4失去电子,电极反应式为CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O

③负极上O2获得电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-==4OH-

④电池放电时,溶液pH不断升高

A.①②B.①③C.①④D.③④

【答案】A

【解析】CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应,即CH4→CO2,严格地讲生成的CO2还与KOH 溶液反应生成K2CO3,化合价升高,失去电子,作电池的负极,电极反应式为CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol e-发生转移,O2在正极上发生反应,获得电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-==4OH -。虽然正极产生OH-,负极消耗OH-,但从总反应CH

+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O可看出反应消耗了KOH,

4

所以电池放电时溶液的pH不断下降,故①②正确,③④错误。

【变式2

(1)负极:

________________________________________________________________________。

(2)负极:____________;正极:____________;总反应式:

________________________________________________________________________。

(3)负极:____________;正极:____________;总反应式:

________________________________________________________________________。

【答案】(1)Fe-2e-===Fe2+2H++2e-===H2↑Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑

(2)Cu-2e-===Cu2+Ag++e-===Ag Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2

(3)Fe-2e-===Fe2+2H2O+O2+4e-===4OH-2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2

类型五:原电池原理的应用

例5、根据下列实验事实:(1)X+Y2+===X2++Y;(2)Z+2H2O Z(OH)2+H2↑;(3)Z2+的氧化性比X2+弱;(4)由Y、W电极组成原电池,电极反应为W2++2e-===W,Y-2e-===Y2+,可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是()

A.X>Z>Y>W B.Z>W>X>Y

C.Z>X>Y>W D.Z>Y>X>W

【答案】C

【解析】(1)中X能置换出Y,说明还原性X>Y;(2)中Z可与冷水反应,说明Z是极活泼金属;(3)说明还原性Z>X;(4)中Y、W形成原电池时,Y作负极,说明还原性Y>W。综上所述,几种金属的还原性由强到弱的顺序为Z>X>Y>W。

【总结升华】原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。而负极是电子流出的一极,发生氧化反应,电流流入的一极,一般该电极不断溶解或质量不断减少。若某电极上有气体产生,电极的质量不断增加或不变,该电极为正极。

举一反三:

【变式1】某金属能和盐酸反应生成H2,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,则该金属可能是() A.铝B.铜C.锡D.硅

【答案】C

【变式2】某同学根据离子反应方程式2Fe3++Fe==3Fe2+来设计原电池。下列设计方案中可行的是() A.电极材料为铁和锌,电解质溶液为FeCl3溶液

B.电极材料为铁和石墨,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液

C.电极材料为铁和石墨,电解质溶液为FeCl2溶液

D.电极材料为石墨,电解质溶液为FeCl3溶液

【答案】B

【解析】由离子反应方程式可知,设计的原电池中Fe为负极,不与电解质溶液反应的导体为正极,含Fe3+的溶液为电解质溶液,故B项可行。

原电池(知识点归纳总结+例题解析)

原电池 【学习目标】 1、了解常见化学能与电能转化方式及应用; 2、掌握原电池的组成及反应原理; 3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。 【要点梳理】 要点一、原电池的工作原理 1、原电池的定义 燃煤发电的能量转换过程是,该过程虽然实现化学能与电能的转化,但是过程繁琐、复杂且能耗较大。在此过程中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。因此,需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能,原电池就是这样的装置。 将化学能转变为电能的装置叫做原电池。 2、原电池的工作原理 实验1、如下图,把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。 现象:Zn片上有气泡出现。 反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。Zn失电子生成Zn2+,H+得电子生成H2。 实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来,中间接一电流计G。 现象:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡出现,电流计G指针发生偏转。 结论:Zn反应生成Zn2+而溶解,Cu片上有H2产生,有电流产生。 该实验中,产生了电流,就构成了原电池。 要点诠释:原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移,产生电能,因此原电池的作用为将化学能转化成电能。 要点二、原电池的组成条件 组成原电池必须具备三个条件: (1)提供两个活泼性不同的电极,分别作负极和正极。 要点诠释: a、负极:活泼性强的金属,该金属失电子,发生氧化反应。 b、正极:活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨),该电极上得电子,发生还原反应。 c、得失电子的反应为电极反应,上述原电池中的电极反应为: 负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2H++2e-=H2↑,总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (2)两个电极必须直接和电解质溶液接触,电解质溶液中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。 要点诠释:电源内部电解质溶液中,阳离子移动的方向即是电流的方向,所以阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 (3)必须有导线将两电极连接,形成闭合通路。

2021高考化学考点原电池和化学电源(提高)

高考总复习原电池和化学电源 【考纲要求】 1.了解原电池的工作原理。 2.能写出原电池的电极反应式和反应的总方程式。 3.能根据氧化还原反应方程式设计简单的原电池。 4.能根据原电池原理进行简单计算。 5.熟悉常见的化学电源(一次电池、二次电池和燃料电池),能分析常见化学电池工作原理,了解废旧电池回收的意义。 【考点梳理】 考点一、原电池的概念 1.能量的转化 原电池:将化学能转变为电能的装置。 电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。2.工作原理 设计一种装置,使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能,即将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行,并使电子转移经过导线,在一定条件下形成电流。 电子从负极(较活泼金属)流向正极(较不活泼金属或碳棒),负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 电极电极材料反应类型电子流动方向 负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子 正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子 以下是锌铜原电池装置示意图: 要点诠释:盐桥的作用 a.组成:将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙),即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b.作用:(1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。(2)平衡电荷。 在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液,ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时,CuSO4则由于Cu2+变为Cu,使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性,这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片,造成电流中断。 由于盐桥(如KCl)的存在,其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移,阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移,分别中和过剩的电荷,保持溶液的电中性,因而放电作用不间断地进行,一直到锌片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀,可用NH4NO3代替KCl作盐桥。

高二化学原电池知识点总结

原电池知识点归纳小结 一、原电池 1、原电池的形成条件 原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移 不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电 路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极 之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生 有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。 从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还 原反应分别在两个电极上进行。 ?原电池的构成条件有三个: (1)电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。(2)两电极必须浸泡在电解质溶液中。 (3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说,化学电源必须是原电池, 但原电池不一定都能做化学电池。 (4)形成前提:总反应为自发的氧化还原反应 ?电极的构成: a.活泼性不同的金属—锌铜原电池,锌作负极,铜作正极; b.金属和非金属(非金属必须能导电)—锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极; c.金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;d.惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂。 ?电解液的选择:电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。 ?原电池正负极判断:负极发生氧化反应,失去电子;正极发生还原反应,得到电子。 电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极 2、电极反应方程式的书写 正确书写电极反应式 (1)列出正、负电极上的反应物质,在等式的两边分别写出反应物和生成物。 (2)标明电子的得失。(3)使质量守恒。 电极反应式书写时注意: ①负极反应生成物的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应该写入负极反应式; ②若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则H2O必须写入正极反应式,且生成物为OH-;若电解液为酸性,则H+必须写入反应式中,生成物为H2O。 ③电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求。 (4)正负极反应式相加得到电池反应的总的化学方程式。若能写出总反应式,可以减去较易写出的电极反应式,从而写出较难书写的电极方程式。注意相加减时电子得失数目要相等。 负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。例:甲烷燃料电池中,电解液为KOH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。

原电池和电解池经典测试题

原电池与电解池测试题 构成原电池的一般条件 ①有氧化还原反应②两个活泼性不同的电极负极:较活泼的电极(氧化反应, 电子流出) 正极:较不活泼的金属、石墨等(还原反应, 电子流入) ③同时与电解质溶液接触④形成闭合回路 构成电解池的条件: (1)外加直流电源 (2)两个固体电极 阴极:发生还原反应的电极。 与电源“-”相连的电极, 得到电子的电极, ' 阳离子移到的电极 阳极:发生氧化反应的电极。 与电源“+”相连的电极, 失去电子的电极, 阴离子移到的电极。 (3)电解质溶液或熔融电解质 (4)构成闭合的电路 阴极:阳离子得电子顺序: ; Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+(水)Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K+ 阳极:阴离子失电子顺序:活性电极﹥阴离子。即:Cu>Hg >Ag>S2>I>Br>Cl>OH>(NO3、SO42含氧酸根)>F- 一、选择题(每题4分,共64分) 1.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是 ++2e == H2↑++2e == Fe +O2+4e == 4OH-++e == Fe2+ 2.以下现象与电化腐蚀无关的是 A 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C 锈质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈 D 银质奖牌久置后表面变暗 , 3.A、B、C是三种金属,根据下列①、②两个实验,确定它们的还原性强弱顺序为 ①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连,A上有气泡逸出,B逐渐溶解 ②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时,阴极上先析出C(使用惰性电极) >B>C >C>A >A>B >A>C 4.下列关于实验现象的描述不正确 ...的是 A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡

高中化学有关原电池知识点的总结

高中化学有关原电池知识点的总结 一、构成原电池的条件构成原电池的条件有: (1)电极材料。两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性(非金属或某些氧化物等);(2)两电极必须浸没在电解质溶液中; (3)两电极之间要用导线连接,形成闭合回路。说明: ①一般来说,能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极,如K、Na、Ca等。 二、原电池正负极的判断(1)由组成原电池的两极材料判断:一般来说,较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液,如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。 (2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断:在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。(3)根据内电路离子的移动方向判断:在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。(4)根据原电池两极发生的化学反应判断:原电池中,负极总是发生氧化

反应,正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。 (5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,若某一极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极得电子,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。 (6)根据电极上产生的气体判断:原电池工作后,如果一电极上产生气体,通常是因为该电极发生了析出氢的反应,说明该电极为正极,活动性较弱。 (7)根据某电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,该电极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。 三、电极反应式的书写(1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键 如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法,但不是绝对的,例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,由于铝片表明的钝化,这时铜失去电子,是负极,其电极反应为:负极:Cu-2e-=Cu2+正极:NO3- 4H+ 2e-=2H2O 2NO2↑再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中,虽然镁比铝活泼,但由于镁不与氢氧化钠反应,而铝却反应,失去电子,

知识讲解_原电池_基础

原电池 编稿:宋杰审稿:张灿丽 【学习目标】 1、进一步了解原电池的工作原理; 2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。 【要点梳理】 要点一、原电池 1、概念:将化学能转化为电能的装置叫原电池。 【高清课堂:原电池#原电池的组成条件】 2、原电池的构成条件 ①两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属),分别发生氧化和还原反应。 负极:活泼性强,失去电子发生氧化反应。 正极:活泼性弱,溶液中阳离子得到电子发生还原反应。 ②电解质溶液,电解质中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动形成内电路。 ③导线将两电极连接,形成闭合回路。 ④有能自发进行的氧化还原反应。 要点诠释:a.原电池中,电极材料可能与电解质反应,也可能与电解质不反应。如图: b.形成闭合回路的方式有多种,可以是用导线连接两个电极,也可以是两电极直接接触。如图: 要点二、原电池工作原理的实验探究 【高清课堂:原电池#原电池的工作原理】 1、实验设计 ①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化,分析是否有电流产生。 ②按照下图组装实验装置,注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的变化,判断是否有电流产生,并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。

要点诠释:盐桥的作用及优点 a.组成:将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙),即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b.作用:使两个半电池中的溶液连成一个通路。 c.优点:使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离,并在不同区域之间实现了电子的定向移动,使原电池能持续、稳定地产生电流。 电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况 (Ⅰ) 有电流产生锌片质量减小,同时铜片上有红色 物质析出,铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、 热能 (Ⅱ) 有电流产生锌片质量减小,铜片上有红色物质 析出,铜片质量增加 溶液温度不变化学能转化为电能 3、实验分析 ①对于图甲装置 Zn片:Zn-2e-=Zn2+ Cu片:Cu2++2e-=Cu 同时在Zn片上,Zn可直接与CuSO4溶液反应,生成Cu与ZnSO4,因此该装置中既有化学能转化为电能,同时也有化学能转化为热能。 ②对于图乙所示原电池 锌片:负极,Zn-2e-=Zn2+(氧化反应) 铜片:正极,Cu2++2e-=Cu(还原反应) 总化学方程式:Zn+Cu2+=Cu+Zn2+ 4、实验原理分析:(如图所示)

原电池知识点总结讲解学习

(知识点总结及习题) 原电池的知识梳理 1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。 2、原电池的构成条件:活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。韵语记忆:一强一弱两块板,两极必用导线连,同时插入电解液,活动导体溶里边。 3、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池(复分解反应永远不可能被设计成原电池)。 4、氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生,一个氧化还原反应被设计成原电池后,氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生,两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合,要求书写电极反应式时,负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。 5、无论什么样电极材料、电解质溶液(或熔融态的电解质)构成原电池,只要是原电池永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。 6、在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中:负极永远发生氧化反应,正极永远发生还原反应。 7、原电池作为一种化学电源,当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。 (1)在外电路: ①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。 ②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。 (2)在内电路: ①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动。 ②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸引阴离子向负极移动。(硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下,NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO)8、原电池的基本类型: (1)只有一个电极参与反应的类型:负极溶解,质量减小;正极本身不参与反应,但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。 (2)两个电极都参与反应的类型:例如:充电电池类的:蓄电池、锂电池、银锌电池等。 (3)两个电极都不参与反应的类型:两极材料都是惰性电极,电极本身不参与反应,而是由引入到两极的物质发生反应,如:燃料电池,燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。 9、电解质溶液的作用:运载电荷或参与电极反应(产生沉淀、放出气体、改变微粒的存在形式)。 10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存,二者将发生反应使得各自的离子浓度减少,

2018年人教版化学必修二原电池知识点与经典练习

化学能与电能的转化—原电池专题 1、概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 2、原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。 3、构成原电池的条件:(1)电极为导体且活泼性不同;(2)两个电极接触(导线连接或直接接触);(3)两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。 【例题分析】 例1、在如图所示的8个装置中,属于原电池的是() A.①④ B.③④⑤C.④⑧D.②④⑥⑦ 4、电极名称及发生的反应: 负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应, 电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子 负极现象:负极溶解,负极质量减少。 正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应, 电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质 正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。 5、原电池正负极的判断方法: ①依据原电池两极的材料: 较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极); 较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。 ②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路 流向原电池的正极。 ③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。 ④根据原电池中的反应类型: 负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。 正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。 6、原电池电极反应的书写方法: (i)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下: ①写出总反应方程式。②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。 ③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱 介质和水等参与反应。 (ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。

原电池.doc化学电源.doc电化学.doc经典习题及解析

原电池化学电源 题组一原电池工作原理的考查 1.下列装置中能构成原电池产生电流的是( ) 答案 B 解析A项,电极相同不能构成原电池;C项,酒精不是电解质溶液,不能构成原电池;D项,锌与电解质溶液不反应,无电流产生。 2.有关电化学知识的描述正确的是( ) A.CaO+H2O===Ca(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能B.某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D.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 答案 D 解析CaO+H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应,KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生;作电极的不一定是金属,如石墨棒也可作电极。 题组二原电池正、负极的判断 3.下列有关原电池的说法中正确的是( ) A.在电路中,电子由正极流向负极 B.在原电池中,相对较活泼的金属作负极,不活泼的金属作正极 C.原电池工作时,正极表面一定有气泡产生 D.原电池工作时,可能会伴随着热能变化 答案 D 解析A项,电路中不存在电子的移动;B项,若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构 成的原电池,则负极是铝;C项,若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池,则正 极表面析出铜,没有气泡产生。 4.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在浓硝酸中易钝化,Cu和浓HNO3反应失去电子作负极,A错,C错。②中电池总反应为2Al +2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,负极电极反应式为2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O,二者相减得到正极电极反应式为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。 题组训练原电池原理的应用 1.电工经常说的一句口头禅:“铜接铝,瞎糊弄”,所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用,说明原因:_______________________________________________。 答案铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池,加快了铝的腐蚀,易造成电路断路 2.请运用原电池原理设计实验,验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱。请写出电极反应式,负极_______________,正极____________________, 并在方框画出实验装置图,要求用烧杯和盐桥,并标出外电路电子流向。 答案Cu-2e-===Cu2+2Fe3++2e-===2Fe2+ 3.有A、B、C、D、E五块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4

高中原电池知识点总结

高中原电池知识点总结 高中原电池知识点总结 原电池是高一化学课本中的重要知识,同学们一定要牢记。下面是为你收集的高一化学原电池的知识点归纳,一起来看看吧。 电子从负极通过导线流向正极,电子的定向移动形成电流,电流的方向是正极到负极,这是物理学规定的。 阴极、阳极是电化学规定的,失去电子的极即氧化极,也就是阳极;得到电子的极即还原极,也就是阴极。 原电池中阳极失去电子,电子由阳极通过导线流向阴极,阴极处发生得电子的反应,由于原电池是一种化学能转化为电能的装置,它作为电源,通常我们称其为负极和正极。在电解池中,连着负极的一极是电解池的阴极,连着正极的一极是电解池的阳极,由于电解池是一种电能转化为化学能的装置,我们通常说明它的阳极和阴极。 (1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。

(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。 (3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。 1、电解质在通电前、通电后的关键点是: 通电前:电解质溶液的电离(它包括了电解质的电离也包括了水的电离)。 通电后:离子才有定向的移动(阴离子移向阳极,阳离子移向阴极)。 2、在电解时离子的放电规律是: 阳极:

最新必修二原电池经典例题汇总

4-1原电池典例汇编 1.下列有关原电池的叙述中,错误的是() A 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B 原电池是将化学能转化为电能的装置 C 在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应 D 原电池放电时,电流的方向是从负极到正极 2.下列反应中,在原理上可以设计成原电池的是() A Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B 铝片与盐酸的反应 C 甲烷与氧气的反应 D 石灰石的分解反应 3.有关原电池的工作原理中的下列说法中不正确的是() A 电池负极发生氧化反应 B 电池正极发生还原反应 C 电子流向是从负极流向正极(外电路)D电流方向是从负极流向正极(外电路) 4.原电池产生电流的本质原因是() A 原电池中溶液能电离出自由移动的离子 B 有导线将两个活动性不同的电极连接 C 正极发生了氧化反应,负极发生了还原反应 D 电极上进行的氧化还原反应中有电子的转移 5.关于Cu、Zn、稀H2SO4组成的原电池,说法正确的是() A 铜片质量减少 B 电流从锌片经导线流向铜片 C H+在铜片表面被还原 D SO42-向正极移动 6.下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识,你认为正确的是() A 构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B 由铜、锌做电极与硝酸铜溶液组成的原电池中铜是负极 C 电子通过硫酸溶液由锌流向铜被氢离子得到而放出氢气 D 铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过 7.有a、b、c3种金属,将a、b放在稀硫酸中,用导线连接,电流方向由a到b。把a放在c 的硫酸盐溶液中,a表面有c析出。这3种金属的活动性顺序是() A b>a>c B a>b>c C c>b>a D c>a>b 8.如图所示,a的金属活泼性在氢之前,b为碳棒,电解质溶液为稀硫 酸。关于下列装置的说法中,不正确的是() A a电极上发生氧化反应,b电极上发生还原反应 B 碳棒上有气体逸出 C 导线上有电流,电流方向从a到b D 反应后a极质量减小 9.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是() A 利用电池外壳的金属材料 B 防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源 C 不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品 D 回收其中的 石墨电极 10.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) = Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池 如图所示。请回答下列问题: (1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是___________;

原电池总复习知识点

原电池总复习知识点总结 一、定义: 将化学能直接转变成电能的装置。 二、构成原电池的条件: ①电解质溶液 ②两个导体做电极 ③形成闭合回路(或在溶液中接触) ④有能自发进行的氧化还原反应 三、原理 四、原电池电极的判断 (1)由组成原电池的两极材料判断:一般来说,较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液,如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。(2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断:在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。 (3)根据内电路离子的移动方向判断:在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。 (4)根据原电池两极发生的化学反应判断:原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。 (5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,若某一极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极得电子,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。(但铅蓄电池放电时正负极质量都增大)

(6)根据电极上产生的气体判断:原电池工作后,如果一电极上产生气体,通常是因为该电极发生了析出氢的反应,说明该电极为正极,活动性较弱。 (7)根据某电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,该电极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。 五、电极反应式的书写 (1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键 如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法,但不是绝对的,例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,由于铝片表明的钝化,这时铜失去电子,是负极,其电极反应为:负极:Cu -2e-=Cu2+正极:NO3-+ 4H++ 2e-=2H2O + 2NO2↑ 再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中,虽然镁比铝活泼,但由于镁不与氢氧化钠反应,而铝却反应,失去电子,是负极,其电极反应为: 负极:2Al + 8OH--2×3e-=2AlO2-+ 2H2O正极:6H2O + 6e-=6OH-+ 3H2↑(2)要注意电解质溶液的酸碱性。在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系,如氢氧燃料电池有酸式和碱式,在酸溶液中,电极反应式中不能出现OH-,在碱溶液中,电极反应式中不能出现H+,像CH4、CH3OH等燃料电池,在碱溶液中碳(C)元素以CO32-离子形式存在,而不是放出CO2气体。 (3)要考虑电子的转移数目 在同一个原电池中,负极失去电子数必然等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应时,一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生误差。 (4)要利用总的反应方程式 从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池,而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应,便可以写出另一个电极反应方程式。

2知识讲解_原电池_基础

原电池 【学习目标】 1、进一步了解原电池的工作原理; 2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。 【要点梳理】 要点一、原电池 1、概念:将化学能转化为电能的装置叫原电池。 2、原电池的构成条件 ①两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属),分别发生氧化和还原反应。 负极:活泼性强,失去电子发生氧化反应。 正极:活泼性弱,溶液中阳离子得到电子发生还原反应。 ②电解质溶液,电解质中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动形成内电路。 ③导线将两电极连接,形成闭合回路。 ④有能自发进行的氧化还原反应。 要点诠释:a.原电池中,电极材料可能与电解质反应,也可能与电解质不反应。如图: b.形成闭合回路的方式有多种,可以是用导线连接两个电极,也可以是两电极直接接触。如图: 要点二、原电池工作原理的实验探究 1、实验设计 ①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化,分析是否有电流产生。 ②按照下图组装实验装置,注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的变化,判断是否有电流产生,并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。

要点诠释:盐桥的作用及优点 a.组成:将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙),即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b.作用:使两个半电池中的溶液连成一个通路。 c.优点:使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离,并在不同区域之间实现了电子的定向移动,使原电池能持续、稳定地产生电流。 电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况 (Ⅰ) 有电流产生锌片质量减小,同时铜片上有红色 物质析出,铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、 热能 (Ⅱ) 有电流产生锌片质量减小,铜片上有红色物质 析出,铜片质量增加 溶液温度不变化学能转化为电能 ①对于图甲装置 Zn片:Zn-2e-=Zn2+ Cu片:Cu2++2e-=Cu 同时在Zn片上,Zn可直接与CuSO4溶液反应,生成Cu与ZnSO4,因此该装置中既有化学能转化为电能,同时也有化学能转化为热能。 ②对于图乙所示原电池 锌片:负极,Zn-2e-=Zn2+(氧化反应) 铜片:正极,Cu2++2e-=Cu(还原反应) 总化学方程式:Zn+Cu2+=Cu+Zn2+ 4、实验原理分析:(如图所示)

原电池的知识梳理(知识点总结及习题)

原电池的知识梳理(知识点总结及习题) 1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。 2、原电池的构成条件:活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。韵语记忆:一强一弱两块板,两极必用导线连,同时插入电解液,活动导体溶里边。 3、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池(复分解反应永远不可能被设计成原电池)。 4、氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生,一个氧化还原反应被设计成原电池后,氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生,两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合,要求书写电极反应式时,负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。 5、无论什么样电极材料、电解质溶液(或熔融态的电解质)构成原电池,只要是原电池永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。 6、在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中:负极永远发生氧化反应,正极永远发生还原反应。 7、原电池作为一种化学电源,当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。 (1)在外电路: ①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。 ②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。 (2)在内电路: ①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动。 ②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸引阴离子向负极移动。(硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下,NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO)8、原电池的基本类型: (1)只有一个电极参与反应的类型:负极溶解,质量减小;正极本身不参与反应,但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。 (2)两个电极都参与反应的类型:例如:充电电池类的:蓄电池、锂电池、银锌电池等。 (3)两个电极都不参与反应的类型:两极材料都是惰性电极,电极本身不参与反应,而是由引入到两极的物质发生反应,如:燃料电池,燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。 9、电解质溶液的作用:运载电荷或参与电极反应(产生沉淀、放出气体、改变微粒的存在形式)。 10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存,二者将发生反应使得各自的离子浓度减少,并可能伴有沉淀或气体的产生。 11、在特定的电解质溶液的条件下:能单独反应的金属做负极,不能单独反应的金属做正极。 例1:两极材料分别是铜片和铝片,电解质溶液是浓硝酸,虽然金属活动性铝比铜活泼,但是由于铝与浓硝酸发生钝化,不再继续反应,而铜与浓硝酸发生氧化反应,在电池中,铜作原电池的负极,铝作原电池

高考原电池解题技巧

考点一:电化学池型判断 先分析有无外接电源,有外接电源者为电解池,无外接电源者可能为原电池;再依据原电池的形成条件分析判定,主要思路是“三看”:一看电极,两极为导体且活泼性不同;二看溶液,两极插入电解质溶液中;三看回路:形成闭合回路或两极接触。 图1 图2 图1中没有外接电源,其中必有一个是原电池,根据原电池的形成条件可知,左边有两个活性不一样的电极、电解质溶液、闭合电路,故为原电池,右边为电解池;图2 中有为外接电源,两个均为电解池。 ?典型例题: 【例1】下列四个池的名称正确的是() A.b、d为原电池,a、c为电解池B.a、c为原电池,b、d为电解池 C.a、b为原电池,c、d为电解池D.a、b为电解池,c、d为原电池 【例2】(2012马鞍山二模)12.右图所示装置中,已知电子由b极沿 导线流向锌。下列判断正确的是 A.该装置中Cu极为阴极 B.一段时间后锌片质量减少 C.b极反应的电极反应式为:H 2 -2e-+2OH-=2H 2 O D.当铜极的质量变化为32g时,a极上消耗的O 2 的体积为5.6L ?巩固练习: 1.(2012·上海)14.右图装置中发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H 2 ↑,下列说法错误的是 Zn Cu C C 稀H2SO4 Zn Cu C C 稀H2SO4

A.a 、b不可能是同种材料的电板B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸 C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸 D.该装置可看作是铜一锌原电池,电解质溶液是稀硫酸 2.下列装置所示的实验不能达到实验目的的是 ( ) A.形成稳定电流的装置B.电解饱和食盐水 C.将用含有酚酞 的氯化钠溶液润 湿的滤纸铺在铂 片上写“祝你成 功” D.电解精炼铝 考点二:电化学电极判断 典型例题: 【例1】电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应是: Zn + 2 OH- -2e=ZnO + H 2O ;Ag 2 O +H 2 O + 2e=2Ag +2 OH-;下列判断正确的是 A.锌为正极,Ag 2O为负极。 B.锌为负极,Ag 2 O为正极。 C.原电池工作时,负极区溶液PH减小。D.原电池工作时,负极区溶液PH增大。 【例2】(2011·大纲版)11.①②③④ 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向① ;①③相连时,③为正极,②④相连时,②有气泡逸出;③ ④ 相连时,③ 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 A.①③②④ B.①③④② C.③ ④ ②① D.③ ① ②④ 【例3】(2012·福建)9.将右图所示实验装置的 K 闭合,下列判断正确的是 A.Cu 电极上发生还原反应 B.电子沿Zn→a→b→Cu 路径流动 C.片刻后甲池中c(SO 4 2-)增大

新人教版高中化学选修4知识点总结:第四章电化学基础

电化学基础 一、原电池 课标要求 1、掌握原电池的工作原理 2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式 要点精讲 1、原电池的工作原理 (1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。 若化学反应的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。 (2)原电池装置的构成 ①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。 ②电极材料均插入电解质溶液中。 ③两极相连形成闭合电路。 (3)原电池的工作原理 原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。 2、原电池原理的应用 (1)依据原电池原理比较金属活动性强弱 ①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。

②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。 ③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。 (2)原电池中离子移动的方向 ①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动; ②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。 注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极; 内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。 3、原电池正、负极的判断方法: (1)由组成原电池的两极材料判断 一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据电流方向或电子流动方向判断。 电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。 (3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断 在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。 (4)根据原电池两极发生的变化来判断 原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。 (5)根据电极质量增重或减少来判断。 工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。 (6)根据有无气泡冒出判断 电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。 本节知识树

“化学如诗”讲解及例题分析:4.13原电池的判别(讲解+典型例题分析)

原电池的判别 电极活性不相同, 或触或连皆可行。 电解质液负极溶, 氧化性酸不能用。 解释: 1、电极活性不相同:意思是说作为原电池的两个电极必须是金属活动性不相同的导体(较活泼的金属为负极)。 2、或触或连皆可行:意思是说两个电极必须接触或者用导线连接起来。 3、电解质液负极溶:意思是说两个电极必须放在电解质溶液里,而且负极必须能与电解质发生氧化还原反应而逐渐溶解。 4、氧化性酸不能用:意思是说氧化性酸(如浓硫酸、硝酸)不能作为原电池的电解质,因为这类酸不仅能氧化负极,而且也氧化了正极。 说明:以上所说的是形成原电池的几个条件,如果有一个条件不符合,那么就不是原电池。 ) A.活泼金属 B.电子流出的电极 C.在反应中氧化性较强的物质 D.本身或在电极上发生还原反应 【考点】原电池和电解池的工作原理. 【分析】原电池负极上失电子而发生氧化反应,作原电池负极的材料可能是金属也可能是导电的非金属,电子从原电池负极沿导线流向正极.

【解析】A.原电池的负极材料可能是导电的非金属,如氢氧燃料电池中,正负极材料都是石墨,故A错误;B.原电池中,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,电子从负极沿导线流向正极,所以电子流出的电极是负极,故B正确;C.在反应中,负极上失电子发生氧化反应,所以负极上发生反应的材料是还原剂,有较强的还原性,故C错误;D.原电池负极上失电子发生氧化反应,所以负极一定是本身或在电极上发生氧化反应,故D错误;故选B. 【点评】本题考查了原电池正负极的判断,注意不能根据金属的活泼性确定正负极,要根据得失电子及反应类型来判断正负极,如NaOH、Mg、Al构成的原电池中铝作负极,为易错点. 【典型例题2】下列装置能够组成原电池并发生原电池反应的是()A.B. C.D. 【考点】原电池和电解池的工作原理. 【分析】根据原电池的构成条件分析,原电池的构成条件是:①有两个活泼性不同的电极,②将电极插入电解质溶液中,③两电极间构成闭合回路,④能自发的进行氧化还原反应. 【解析】A、两个电极材料相同且不能自发的进行氧化还原反应,故A错误.B、没有形成闭合回路,故B错误.C、符合原电池的构成条件,故C正确.D、乙醇不是电解质溶液且不能自发的进行氧化还原反应,故D错误.故选C. 【点评】本题考查了原电池的构成条件,这几个条件必须同时具备,缺一不可.【典型例题3】下列装置能够组成原电池的是()

(完整版)原电池知识点总结.doc

(知识点总结及习题 ) 原电池的知识梳理 1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。 2、原电池的构成条件:活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。韵语记忆:一强一弱两块 板,两极必用导线连,同时插入电解液,活动导体溶里边。 3、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池(复分解反应永远不可 能被设计成原电池)。 4、氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生,一个氧化还原反应被设计成原电池 后,氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生,两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合, 要求书写电极反应式时,负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。 5、无论什么样电极材料、电解质溶液(或熔融态的电解质)构成原电池,只要是原电池永远遵守电极的 规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。 6、在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应) 是还原反应,所以在原电池中:负极永远发生氧化反应,正极永远发生还原反应。 7、原电池作为一种化学电源,当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。 (1)在外电路:①电流的流向是从电源的正极出发经用电器 流向电源的负极。②电子的流向是从电源的负极出发经用电器 流向电源的正极。 (2)在内电路:①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量 的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动。②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解 失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸 引阴离子向负极移动。(硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下, NO 3-向正极移动得电子放出NO2或 NO )8、原电池的基本类型: (1)只有一个电极参与反应的类型:负极溶解,质量减小;正极本身不参与反应,但是在正极可能有 气体产生或正极质量增大。 (2)两个电极都参与反应的类型:例如:充电电池类的:蓄电池、锂电池、银锌电池等。 (3)两个电极都不参与反应的类型:两极材料都是惰性电极,电极本身不参与反应,而是由引入到两 极的物质发生反应,如:燃料电池,燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。 9、电解质溶液的作用:运载电荷或参与电极反应(产生沉淀、放出气体、改变微粒的存在形式)。 10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存,二者将发生反应使得各自的离子浓度减少,并可能伴有沉淀或气体的产生。

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