（新课改省份专版）高考化学一轮复习 5.3 化学能与电能（1）原电池、化学电源（过基础）学案（含解析.doc

第3课时化学能与电能(1)——原电池、化学电源(过基础)
知识点一原电池工作原理及应用
1．概念
原电池是把化学能转化为eq\a\vs4\al(电)能的装置。
2．构成条件
反应能自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合
回路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(如锌­铜原电池可用简图表示)

总反应离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(1)电极
①负极：失去电子，发生氧化反应；
②正极：得到电子，发生还原反应。
(2)电子定向移动方向和电流方向
①电子从负极流出经外电路流入正极；
②电流从正极流出经外电路流入负极；
故电子定向移动方向与电流方向正好相反。
(3)离子移动方向
阴离子向负极移动(如SOeq\o\al(2－,4))，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。
[提醒]①电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
②无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
4．原电池正、负极的判断

[提醒]原电池的正极和负极既与电极材料的性质有关，又与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。
5．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
[提醒]盐桥的作用：使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；平衡电荷；提高电池效率。

6．原电池原理的应用
(1)加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液置换出的Cu能与Zn形成原电池使产生H2的反应速率加快。
(2)比较金属活动性强弱
如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：Aeq\a\vs4\al(＞)B。
(3)设计制作化学电源

实例：根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计电池：

[对点训练]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)理论上说，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)用Mg、Al分别作电极，用NaOH溶液作电解液构成的原电池，Mg为正极(√)
(4)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(×)
(5)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(√)
(6)原电池放电时，电流方向由电源的负极流向正极(×)
(7)实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳(√)
(8)由于CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以自发进行，且放出大量的热，故可以设计成原电池(×)
2．(2015·浙江10月选考)如图所示进行实验，下列说法不正确的是()

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－===Zn2＋
解析：选B甲装置不是原电池，不能将化学能转化成电能。

3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置部分实验现象a极质量减小；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极

由此可判断这四种金属的活动性顺序是()
A．a>b>c>d B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a>b>d>c
解析：选C把四个实验从左到右分别编号为①、②、③、④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a>b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b>c；由实验③可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：d>c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d>a。综合所述可知活动性：d>a>b>c。
4.利用反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋设计了如图所示的原电池。回答下列问题：
(1)该原电池的负极材料是________，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)X是________