高中化学原电池知识点总结报告

2020-11-22 报告

　　篇一：高中化学原电池知识点总结

　　选修四第四章电化学基础

　　第一节原电池

　　1．定义：把化学能转化为电能的装置

　　2．实质：一个能自发进行的氧化还原反应。

　　3．构成条件：

　　（1）两个活性不同的金属（其中一种可以为非金属，即作导体用）作电极。

　　（2）两电极插入电解质溶液中。

　　（3）形成闭合回路。（两电极外线用导线连接，可以接用电器。）

　　（4）自发地发生氧化还原反应

　　※4．原理：

　　ⅠⅡ

　　两种装置的比较：

　　装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。

　　5.盐桥：含有琼胶的KCl饱和溶液

　　盐桥作用：连接两个溶液，并保持两个溶液呈电中性。K正极，Cl负极 +-2+

　　篇二：原电池知识点总结和随堂练习及答案

　　教学过程：原电池：

　　1、概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池

　　2、组成条件：①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应

　　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、电子流向：外电路：极—→导线—→

　　内电路：盐桥中离子移向负极的电解质溶液，盐桥中电流方向：正极—→导线—→负极

　　4、电极反应：以锌铜原电池为例：

　　＋负极：氧化反应： Zn－2e＝Zn2 －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：还原反应：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。

　　总反应式： Zn+2H+2+↑

　　5、正、负极的判断：

　　（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。

　　（2）从电子的流动方向负极流入正极

　　（3）从电流方向正极流入负极

　　（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极

　　（5）根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极

　　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。

　　7、原电池的应用：①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的腐蚀。

　　化学电池：

　　1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池

　　2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置

　　3、化学电池的分类：

　　一次电池

　　1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等

　　二次电池

　　1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。

　　2、电极反应：铅蓄电池

　　放电：负极（铅）： Pb＋SO2-4－2e＝PbSO4↓

　　正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋SO2-4＋2e＝PbSO4↓＋2H2

　　充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋SO2-4

　　阳极： PbSO4＋2e＝Pb＋SO2-4

　　两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4

　　2PbSO4↓＋2H2O

　　3目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池

　　三、燃料电池

　　1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池

　　2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。

　　当电解质溶液呈酸性时：

　　负极：2H2－4e=4H+ 正极：Ｏ2＋4 e＋4H+ =2H2O

　　当电解质溶液呈碱性时：

　　负极： 2H2＋4OH－4e＝4H2O正极：Ｏ2＋2H2O＋4 e＝4OH

　　另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。电极反应式为：

　　－－负极：CH4＋10OH＋8e＝7H2O；

　　正极：4H2O＋2O2＋8e-＝8OH-。

　　电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O

　　3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低

　　四、废弃电池的处理：回收利用

　　五、金属的电化学腐蚀

　　（1）金属腐蚀内容：

　　（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子失去电子而被氧化的过程

　　（3）金属腐蚀的分类：

　　化学腐蚀— 金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀

　　电化学腐蚀—这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

　　化学腐蚀与电化腐蚀的比较

　　析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出

　　①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）

　　②电极反应：负极: Fe – 2e- = Fe2+

　　正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑

　　总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑

　　吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气

　　①条件：中性或弱酸性溶液

　　②电极反应：负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+

　　正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-

　　总式：2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2

　　离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2

　　生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成 Fe(OH)3 ， Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3

　　Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2

　　O3·x H2O（铁锈主要成分）

　　规律总结：

　　金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：

　　电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀

　　防腐措施由好到坏的顺序如下：

　　外接电源的阴极保护法＞牺牲负极的正极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀

　　金属的电化学防护

　　1、利用原电池原理进行金属的电化学防护

　　（1）、牺牲阳极的阴极保护法

　　原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化

　　应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备

　　负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护

　　（2）、外加电流的阴极保护法

　　原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。

　　2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金

　　3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等

　　[基础过关]

　　一、原电池工作原理的应用

　　1．关于右图装置的叙述，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．氢离子在铜片表面被还原后生成H2

　　2．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中

　　电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是 ( )

　　A．外电路的电流方向为X→外电路→Y

　　B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe

　　C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应

　　D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y

　　3．如图所示装置中，可观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由

　　此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是 (

　　)

　　4．按下图装置实验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示( )

　　①c(Ag) ②c(NO3) ③a棒的质量 ④b棒的质量

　　⑤溶液的质量

　　A．①③ B．③④ C．①②④ D．②

　　二、原电池正极、负极的判断

　　5．对于原电池的电极名称，叙述错误的是

　　( )

　　A．发生氧化反应的一极为负极

　　B．正极为电子流入的一极

　　C．比较不活泼的金属为负极

　　D．电流流出的一极为正极

　　6．在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各

　　种叙述不正确的是 ( )

　　A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大

　　B．a是正极，b是负极

　　C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极

　　D．a极上发生了氧化反应

　　＋－

　　7．如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，

　　已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是( )

　　A．Fe比Pb活泼，始终作负极

　　B．Fe在浓HNO3中钝化，始终不会溶解

　　C．电池停止工作时，烧杯中生成了Fe(NO3)3

　　D．利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想

　　三、电极反应式的书写

　　( )

　　A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e===Al3 －＋8．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是

　　B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e＋4OH=

　　==AlO2＋2H2O

　　C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e===Cu2 －＋－－－

　　D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e===Cu2 －＋

　　9．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的'是 (

　　)

　　A．正极反应为Zn－2e===Zn2 －＋

　　B．电池反应为Zn＋Cu2===Zn2＋Cu ＋＋

　　C．在外电路中，电流从负极流向正极

　　D．盐桥中的K移向ZnSO4溶液

　　10．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种

　　锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是

　　( )

　　A．Li是正极，电极反应为Li－e===Li

　　B．Li是负极，电极反应为Li－e===Li

　　C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e===MnO2

　　D．Li是负极，电极反应为Li－2e===Li2 －＋－－－＋－＋＋

　　[能力提升]

　　11．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。

　　(1)原电池的负极反应是

　　___________________________________________________，

　　正极反应是__________________________________________。

　　(2)电流的方向是______________________________________。

　　(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g 锌，有______个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。

　　篇三：高考化学专题：原电池课堂练习

　　1．在下图的8个装置中，属于原电池的是哪几个

　　3．在如图所示的铜锌原电池中：Zn为负极，Cu

　　为正极；负极上发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－=Zn2+，正极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e－=Cu；电子流出的极是Zn极，电子流入的极是Cu极；电流方向由Cu到Zn。盐桥中的盐溶液是KCl溶液，其作用为提供定向移动的阴、阳离子。盐桥中的Cl－会移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性。该原电池工作一段时间后，两电极的质量将会Zn极减小，Cu极增加。

　　3．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸，分别用导线两两连接可以组成原电池。A、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流方向为d→c；a、c相连时，c极产生大量气泡；b、d相连时，d极上发生氧化反应。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（） A abcd B acdb C cabd Dbdca

　　4．把a、b、c、d四块金属浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连，d上有气泡放出；a、c相连时a极减轻；b、d相连，b为正极。则四种金属的活动顺序为 () A a＞b＞c＞d B a＞c＞b＞d C a＞c＞d＞b D b＞d＞c＞a

　　5如图所示的原电池装置，X、Y为为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图，对此装置的下列说法正确的是（）

　　A 外电路的电流方向为：X→外电路→Y

　　B 若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn C 若两电极都是金属，则它们的活动性为X＞Y D X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应

　　6关于如右图所示装置的叙述，正确的是 ()

　　A 铜是阳极，铜片上有气泡产生 B 铜片质量逐渐减少 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原电池电化学方程式的书写练习：

　　7．原电池反应 X—Y(电解质溶液) 或 X//电解质溶液//Y (1)不可逆电池

　　苏打电池：Zn—Cu(H2SO4)

　　Zn极(-) Zn–2e-==Zn2+(氧化反应)

　　Cu极(+) 2H++2e-==H2↑ (还原反应) 离子方程式 Zn+2H+==H2↑+Zn2+ 化学方程式 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铁碳电池：Fe—C(H2CO3)

　　Fe极(-) Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应)

　　C极 (+) 2H++2e-==H2↑ (还原反应) 离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+(析氢腐蚀) 铁碳电池：Fe—C(H2O、O2) Fe极(-)(反应)

　　C极 (+) (反应)

　　化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (腐蚀)

　　铝镍电池：Al—Ni(NaCl溶液、O2)

　　Al极(-) 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应)

　　Ni极(+)3O2+6H2O+12e-==12OH(还原反应)

　　化学方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池) 干电池：Zn—MnO2(NH4Cl糊状物) NH4Cl+H2O==NH3·H2O+HClZn极(-) Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应)

　　Cu极(+) 2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应) 化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑ (2)可逆电池

　　铅蓄电池：Pb—PbO2(浓硫酸)放电

　　Pb极(-) Pb+H2SO4–2e-==PbSO4+2H+ (氧化反应)

　　PbO2极 (+)PbO2+H2SO4+2H++2e-==PbSO4+2H2O (还原反应) 化学方程式 Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O Pb—PbO2(浓硫酸)充电

　　Pb极(-) PbSO4+2H+–2e-== Pb+H2SO4 (还原反应)

　　PbO2极 (+)PbSO4+2H2O+2e-==PbO2+H2SO4+2H+ (氧化反应) 化学方程式 2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4

　　(3)高能燃料电池：

　　氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1、电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极：正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O

　　2、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极：正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O 3、电解质是

　　NaCl

　　溶液（中性电解质）

　　负极：正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O 说明1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、.水溶液中不能出现O2-

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