1、-原电池知识点- 1 -原电池【知识回顾】【知识点 1】原电池的构成和工作原理1.定义：原电池将化学能转化为电能的装置2.构成：两个活泼性不同的两极电解质溶液：电极必与电解质溶液接触。形成闭合回路：电极相互接触或 连接。能发生自发的氧化还原反应3.工作原理：较活泼的金属失去电子，发生氧化反应，电子沿导线流向较不活泼的金属，在不活泼的金属上得到电子，发生还原反应。【知识点 2】电池正负极和正负极判断正极：符号“+” ，得到电子，发生 负极：符号“” ，失去电子，发生 据组成原电池的两极材料判断负极较活泼的金属为，正极较不活泼的金属或能导电的非金属。据电流方向或电子流动方向判断外电路：正极流向负极
2、，电子：由负极流向正极。据电解质溶液里离子的定向移动方向判断电解质溶液：阳离子移向正极，阴离子移向负极。据两极发生的反应判断负极：氧化反应，正极：还原反应。据反应的现象判断据原电池总反应方程式判断负极：失电子作还原剂，正极：得电子作氧化剂据向电极上通入的气体判断燃料电池：负极：可燃性气体，正极：助燃性气体。【知识点 3】原电池的应用1.加快氧化还原反应的速率 2.比较金属活动性强弱3.用于金属的防护 4.设计电池5.探究金属腐蚀的快慢规律【考点 1】：原电池的构成1.在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（ ） 【考点 2】原电池的工作原理1.原电池的反应实质是 。写出铜锌原电池（稀硫酸为
3、介质）的电极反应：负极 ，正极 。2.关于原电池的说法中正确的是：A原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成B流出电子的一极是正极 C两极均发生氧化反应D原电池中的阳离子向正极移动3.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）A、两烧杯中铜片表面均无气泡产生B、甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C、两烧杯中溶液的 pH 均增大D、产生气泡的速度甲比乙慢4.右图所示的原电池装置，观察到由电流表指针有明显偏转，下列说法中不正确的是 A原电池装置能将化学能转变为电能B原电池的反应本质是氧化还原反应C锌失去电子发生还原反应，电子沿导线流向铜D铜片表面产生大量气泡5.下列
4、关于原电池的说法不正确的是 A装置都能将化学能转化为电能 B中的硫酸根离子向负极移动C中的电子由 Zn 流向 Cu D中电流的方向是由正极到负极7.下列说法不正确的是A原电池负极被氧化 B任何化学反应都能设计成原电池C原电池是一种将化学能转化为电能的装置D原电池要使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行并形成电流8.下面是某同学设计的四种原电池，其中铁片上逐渐析出铜的是( ) 负极 正极 电解质溶液(A) Fe Cu CuSO4(B) Zn Fe CuSO4(C) Fe Cu H2SO4(D) Fe Cu FeCl3【考点 3】原电池的应用1有 A、B、C、D 四种金属。将 A 与 B 用
5、导线连接起-原电池知识点- 2 -来浸入电解质溶液中，B 不易腐蚀，将 A、D 分别投入等浓度的盐酸中，D 比 A 反应剧烈，将铜浸入 B 的盐溶液中，无明显化，若将铜浸入 C 的盐溶液中，有金属 C 析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是ADCAB BDABC CDBAC DBADC2实验室欲制氢气，所用稀盐酸和稀硫酸的浓度相同，反应速率最快的是( )A纯锌与稀硫酸反应 B纯锌和浓硫酸反应C纯锌与稀盐酸反应 D粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应【考点 4】原电池的设计21.（5 分）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag +=2Ag+Cu2+”设
6、计一个化学电池，并回答下列问题：（1）该电池的正极材料是，负极材料是，电解质溶液是。（2）在外电路中，电子流动方向是。（3）电解质溶液中，阳离子向极移动。【课堂练习】1.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池，下列有关说法不正确的是（ ）AZn 是负极 B负极上发生氧化反应C负极发生的反应是 Zn - 2e - = 2Zn D正极发生的反应是 2Cu+ 2e- = Cu2.下列装置能够组成原电池，产生电流的是 3.下列叙述中，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B把铜片和银片连接后浸入 AgNO3溶液中，结果在银片表面出现一层银C铜片、锌片和稀硫酸形成的原电池中，溶液中的
7、H+ 向负极移动D把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，放出气泡的速率加快4.某原电池总反应的离子方程式为 2Fe3+Fe=3Fe2+，可以实现上述反应的原电池是（ ） 正极 负极 电解质溶液A Cu Fe Fe2(SO4)3B Sn Fe FeCl2C Ag Fe CuSO4D Fe Zn Fe2(SO4)35.有些化学反应的化学能能直接转化成电能I.利用 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 反应，设计一个原电池：（1）在右框中画出装置图（标明电解质溶液、正、负极和电极材料）（2）下列说法中，正确的是 。 （填字母）A.电解质溶液中阳离子向负极移动 B.电子通过外导线由
8、负极流向正极C.当导线中有 1mol 电子通过时，理论上正极放出 1g气体D.若所选电极的质量相等，理论上两极质量差为 60g,导线中有 1 mol 电子通过II.三套装置如下图所示，A、B、C 烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。（1）比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为 ；6.在锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，下列说法中正确的是A.铜是正极 B.锌电极的反应为：2H + + 2e- = H2C.铜电极的质量减轻 D锌片上发生还原反应7.下列关于右图所示装置的叙述，正确的是 （ ）A.铜是负极，铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少 C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在
9、铜片表面被还原8右图为学生制作的番茄电池，下列说法正确的是A一段时间后，锌片质量会变小B铜电极附近会出现蓝色C电子由铜通过导线流向锌D铜是该电池的负极9由等质量的锌片、铜片组成的 ZnCuH2SO4原电-原电池知识点- 3 -池，工作一段时间后，锌片的质量减少了 2.6g。求：（1）生成氢气的体积（标准状况） ；（2）若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池两极的质量差为 12.9 g 时，从电池中流出的电子数目。10.在铜锌原电池中，盛有浓度为 1.25mol/l 的稀硫酸200ml,工作一段时间后，在正极收集气体 224ml（标准状况下） 。负极的反应式是 ，正极的反应式是 ，通过导线的电子的
10、物质的量 mol。原电池同步训练一、选择题(本题包括 10 小题，每小题 5 分，共 50 分)1为探究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计了如下实验，并记录了实验现象：向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成；向上述浓度的稀硫酸中插入铜片，没有气泡生成；将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入上述浓度的稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实验中快；在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中，发现电流计指针偏转下列关于以上实验设计及现象的分析，不正确的是( )A实验、说明锌能与稀硫酸反应而铜不能B实验说明发生原电池反应时会加快化学反应速率C实验说明在该条件
11、下铜可以与稀硫酸反应生成氢气D实验、说明该原电池中铜为正极、锌为负极2原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关下列说法中正确的是( )A由 Fe、Cu 和 FeCl3 溶液组成的原电池中，负极反应式为： Cu2e =Cu2B由 Al、Cu 和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为： Cu2e =Cu2C由 Al、Mg 和 NaOH 溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al4OH 3e =AlO 2H 2O 2D由 Al、Cu 和浓 HNO3 溶液组成的原电池中，负极反应式为： Al3e =Al33研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进
12、行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO 22Ag 2NaClNa 2Mn5O102AgCl。下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )A正极反应式：AgCl e AgClB每生成 1 mol Na2Mn5O10 转移 2 mol 电子CNa 不断向“水”电池的负极移动DAgCl 是还原产物4世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达 4 兆瓦，是历届世博会之最下列有关叙述正确的是( )A光伏电池是将太阳能转变为电能B光伏电池是将化学能转变为电能C电流从 a 流向 b-原电池知识点- 4 -D图中 N 型半导体为正极，P 型半导体为负极5根据下图，可判断出下列离子方程
13、式中错误的是( )A2Ag(s) Cd 2 (aq)=2Ag (aq)Cd(s) BCo 2 (aq)Cd(s)= =Co(s)Cd 2 (aq)C2Ag (aq) Cd(s)=2Ag(s)Cd 2 (aq) D2Ag (aq)Co(s) =2Ag(s)Co 2 (aq)6下列有关电化学知识的描述正确的是( )ACaOH 2O=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 Cu2AgNO 3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的 KCl 饱和溶液C因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电
14、池，必是铁作负极，铜作正极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7(2011汕头模拟)镁及其化合物一般无毒 (或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点其中一种镁原电池的反应为xMgMo 3S4 MgxMo3S4；在镁原电池放电时，下列说法错误的是 ( )A放 电充 电AMg 2 向正极迁移 B正极反应为：Mo 3S42xe =Mo3S2x4CMo 3S4 发生氧化反应 D负极反应为：xMg2xe =xMg28 结合图 B1 判断，下列叙述正确的是 ( )图 B1A和中正极均被保护B和中负极反应均是 Fe2e =Fe2C和
15、中正极反应均是 O22H 2O4e =4OHD和中分别加入少量 K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀9上海世博会期间，氢氧燃料电池车进入世博园，园区内实现了公共交通“二氧化碳零排放” 下列说法中正确的是( )ACH 4 燃料电池车也能实现“二氧化碳零排放”B燃料电池正极发生氧化反应C通入氢气的一极为燃料电池的负极-原电池知识点- 5 -D氢氧燃料电池把 H2 和 O2 燃烧放出的热能转化为电能10高功率 Ni/MH(M 表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车总反应方程式如下： Ni(OH)2MNiOOHMH，下列叙述正确的是 ( )A放 电充 电A放电时正极附近溶液的碱性增强B放电时负极反应为
16、：M H2Oe =MHOH C充电时阳极反应为：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH D放电时每转移 1 mol 电子，正极有 1 mol NiOOH 被氧化11.研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH 为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成C放电时 OH 向正极移动 D总反应为：2Li2H 2O=2LiOHH 212.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是( )Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba 和 b 用导线连接时，
17、铜片上发生的反应为：Cu 2 2e =CuC无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu 2 向铜电极移动13.根据右图，下列判断中正确的是( )A烧杯 a 中的溶液 pH 升高B烧杯 b 中发生氧化反应C烧杯 a 中发生的反应为 2H 2e =H2D烧杯 b 中发生的反应为 2Cl 2e =Cl214. 铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：FeNi 2O33H 2OFe(OH) 2 2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是( )A电池的电解液为碱性溶液，正极为 Ni2O3、负极为 FeB电池放电时
18、，负极反应为 Fe2OH 2e Fe(OH) 2C电池充电过程中，阴极附近溶液的 pH 降低D电池充电时，阳极反应为 2Ni(OH)22OH 2e Ni 2O33H 2O15.以 KCl 和 ZnCl2 混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C. 电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用二、非选择题(共 50 分)162011山东卷 科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。(1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，
19、化学反应方程式为_。要清洗附着在试管壁上的硫，可用的 图 115试剂是_。(2)如图 115 所示的为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为 320左右，电池反应为2NaxSNa 2Sx，正极的电极反应式为_。M( 由 Na2O 和 Al2O3 制得)的两个作用是_。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_倍。(3)Na2S 溶液中离子浓度由大到小的顺序为_，向该溶液中加入少量固体 CuSO4，溶液pH_(填 “增大” “减小 ”或“不变”) 。Na 2S 溶液长期放置有硫析出，原因为_(用离子方程式表示) 。17(1) 氢氧燃料电池汽车作为上海
20、世博园中的交通工具之一，下列有关说法不正确的是_-原电池知识点- 6 -A太阳光催化分解水制氢气比电解水气氢气更为科学B氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C以稀 H2SO4、KOH 为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同D以稀 H2SO4、KOH 为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的总反应式为：3Zn2K 2FeO48H 2O 3Zn(OH)22Fe(OH) 34KOH.A放 电充 电该电池放电时负极反应式为_放电时每转移 3 mol 电子，正极有_ mol K 2FeO4 被还原(3)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占
21、据主导地位电池反应式为：Li 1x MnO4Li x LiMnO4，下列有关说法不正确的是 _A放 电充 电A放电时电池的正极反应式为： Li1x MnO4xLi xe =LiMnO4B放电过程中，石墨没有得失电子C该电池也能在 KOH 溶液的环境中正常工作D充电时电池上标有“” 的电极应与外接电源的负极相连18某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO 410FeSO 48H 2SO4=2MnSO45Fe 2(SO4)3K 2SO48H 2O 设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 1 molL1 ，盐桥中装有饱和 K2SO4 溶液回答下列问题：(1)发生氧化反应的烧杯是
22、_( 填“甲”或“乙”)(2)外电路的电流方向为：从_到_( 填“a”或“b”)(3)电池工作时，盐桥中的 SO 移向_( 填“甲”或“乙”)烧杯24(4)甲烧杯中发生的电极反应为_ 19(2011东北高三联考)锌银电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器电解质溶液是 KOH 溶液，电池总反应为 Zn Ag2O=ZnO2Ag. 请回答下列问题：(1)该电池的正极材料是_；电池工作时，阳离子向 _(填“正极”或“负极”)移动；负极的反应式为_(2)电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用碳还原来制取，化学反应方程式为ZnOC ZnCO，此法为_ A电解法
23、 B热还原法 C热分解法= = = = =高 温 电极材料氧化银可回收利用得到银，其化学方程式为_(3)可用石墨作电极电解提纯氢氧化钾电解液电解池内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，其工作原理如图所示-原电池知识点- 7 -该电解池的阴极反应式为_除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口_( 填“A”或“B”)导出在相同条件下，a 处与 b 处产生的气体体积比为_20.2011四川卷 开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS 2)燃烧产生的 SO2 通过下列碘循环工艺过程既能制 H2SO4，又能制 H2。请回答下列问题：(1)已知 1 g FeS2 完全燃烧放出 7.1 kJ 热量，FeS 2
24、燃烧反应的热化学方程式为_。(2)该循环工艺过程的总反应方程式为_ 。(3)用化学平衡移动的原理分析，在 HI 分解反应中使用膜反应器分离出 H2 的目的是_。(4)用吸收 H2 后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用 MH 表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH 溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH)MH Ni(OH)2M放 电 充 电电池放电时，负极的电极反应式为_。充电完成时，Ni(OH) 2 全部转化为 NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生 O2，O 2 扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，
25、此时，阴极的电极反应式为_。原电池同步训练答案一、选择题(本题包括 10 小题，每小题 5 分，共 50 分)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15C C B A A D C A C A C D AB C C16.(1)2CH3CH2OH2Na 2CH 3CH2ONaH 2 CS 2(或热 NaOH 溶液)(2)xS2e =S (或 2Na xS2e =Na2Sx)2x离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5(3)c(Na )c(S2 )c(OH )c(HS )c(H ) 减小-原电池知识点- 8 -2S2 O 22H 2O=2S4OH 【解析】 (2)负极
26、发生氧化反应：2Na2e 2Na ，正极发生还原反应：xS2e S 。在铅蓄电池中，2x铅作负极，当铅蓄电池消耗 a g Pb 时转移电子的物质的量为 mol，而钠硫电池消耗 a g Na 时转移电子的物质2a207的量为 mol，故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 4.5 倍。a23(3)Na2S 溶液中存在水解平衡：S 2 H 2OHS OH 和 HS H 2OH2SOH ，故溶液中离子浓度的大小顺序为 c(Na )c (S2 )c(OH )c(HS )c(H )。当加入 CuSO4 时，Cu 2 与 S2 结合成 CuS 沉淀，使上述两个平衡均向左移动，使溶液中 c(OH )减小，溶液
27、pH 减小。而 Na2S 溶液长期放置有硫析出，则是由于S2 被空气中的氧气氧化所致。17.解析：(1)选项 A，电解获得 H2 消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解 H2O 获得 H2 更为科学选项 B，氢氧燃料电池中生成物为 H2O，对环境无污染选项 C，以稀 H2SO4 为介质的电池负极反应式为：H 22e =2H ，以 KOH 为介质的电池负极反应式为 H22OH 2e =2H2O选项 D，氢氧燃料电池的总反应式均为：2H 2O 2=2H2O.(2)放电时，在碱性条件下，负极反应式为：Zn2e 2OH =Zn(OH)2.根据电池总反应式可知，2 mol K2FeO4 被还原
28、时有 6 mol 电子转移，所以放电时每转移 3 mol 电子，有 1 mol K2FeO4 被还原(3)选项 A，根据总反应式可知 Li 失去电子，电池负极反应式为： xLixe =xLi ，由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为 Li1x MnO4xLi x e =LiMnO4.选项 B，根据总反应式可判断石墨没有得失电子选项 C，Li 能与 KOH 溶液中的 H2O 反应，导致电池无法正常工作选项 D，充电过程是放电的逆向过程，外界电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应，所以标有“”的电极应与外接电源的负极相连答案：(1)C (2) Zn2e 2OH =Zn(OH
29、)2 1 (3)C18.解析：根据氧化还原反应可知：甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应为：MnO4 8H 5e =Mn2 4H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应为 Fe2 e =Fe3 ，外电路电流方向从正极流向负极，即从 a 到 b.电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即 SO移向乙烧杯24答案：(1)乙 (2)a b (3)乙(4)MnO 8H 5e =Mn2 4H 2O 419.解析：(1)依据电池总反应式：ZnAg 2O=ZnO2Ag，锌为活泼金属，故锌为负极，电极反应式为：Zn2e 2OH =ZnOH 2O；Ag 2O 为正极；电池工作时，阳离子
30、向正极移动(2)化学反应方程式为ZnOC ZnCO，说明碳还原氧化锌，故此法为热还原法，选 B.氧化银不稳定，受热会分解得= = = = =高 温 到银，其化学方程式为 2Ag2O 4AgO 2.= = = = = (3)电解池的阴极是 H 放电，故电极反应式为 2H 2e =H2；除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口B 导出； a 为电解池的阳极，放出的是氧气，b 为电解池的阴极，放出的是氢气，总反应方程式为：2H 2O2H2= = = = =电 解 O2，所以相同条件下 a 处与 b 处产生的气体体积比为 12.-原电池知识点- 9 -答案：(1)Ag 2O 正极Zn2e 2OH =ZnOH 2
31、O(2)B 2Ag 2O 4AgO 2= = = = = (3)2H 2e =H2 B 1220. (1)4FeS2(s)11O 2(g) 2Fe2O3(s)8SO 2(g)； H3408 kJ/mol= = = = =高 温 (2)2H2OSO 2=H2SO4H 2(3)减小 H2 浓度，使 HI 分解平衡正向移动，提高 HI 的分解率(4)MH OH e =MH 2O2H 2OO 24e =4OH【解析】 该工艺过程的原理是：SO 2I 22H 2O=H2SO42HI ，2HIH 2I 2。则总反应式为，即 2H2OSO 2=H2SO4H 2。(4)蓄电池放电时是原电池、充电时是电解池。只要记清原电池中“负氧化、正还原” ，电解池中“阳氧化、阴还原”的规律，在写电极反应式时先弄清楚是原电池还是电解池，然后将给出的总反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应按需选取即可。中阴极的电极反应有两个，第一阶段是充电时的反应式，由中的方法不难确定为 MH 2Oe =MHOH ，第二阶段为吸收氧气的电解反应式，由题意氧气在阴极被还原，结合该蓄电池中电解质溶液显碱性可知氧气被还原为 OH ，所以其电极方程式为：2H2OO 24e =4OH 。
