备战高考化学 一遍过考点33 原电池的工作原理及应用（含解析）-人教版高三全册化学试题VIP免费

考点33原电池的工作原理及应用一、原电池1．原电池的基本概念（1）原电池：把化学能转化为电能的装置。（2）原电池的电极负极：电子流出——活动性较强——发生氧化反应；正极：电子流入——活动性较弱——发生还原反应。（3）原电池的构成条件①能自发发生氧化还原反应。②具有活动性不同的两个电极(金属和金属或金属和非金属)。③形成闭合回路或在溶液中相互接触。2．原电池的工作原理(以ZnCu−原电池为例]单液原电池双液原电池装置图电极与电极反应负极(锌片)Zn2e−−Zn2+(氧化反应)正极(铜片)Cu2++2e−Cu(还原反应)电子流向由锌片沿导线流向铜片离子迁移方向阴离子向负极迁移；阳离子向正极迁移电池反应方程式Zn+Cu2+Cu+Zn2+两类装置还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接Zn与氧化剂Cu2+不直接接触，仅有化的不同点触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长（1）一般条件下，较活泼的金属材料作负极，失去电子，电子经外电路流向正极，再通过溶液中的离子形成的内电路构成环路。①在原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不反应；不发生反应的可看作金属发生吸氧腐蚀，如图所示。②闭合回路的形成也有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触，如图所示。（2）在原电池中，电流流动方向与电子流动方向相反。（3）原电池的判定：一看有无外接电源，若有外接电源则为电解池，若无外接电源则可能为原电池；二看电极是否用导线相连并与电解质溶液形成闭合电路；三看电极与电解质溶液是否能发生自发的氧化还原反应。3．原电池电极反应式的书写（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。判断正负极的方法不是绝对的，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：Cu2e−−Cu2+正极：2+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−6e−−2+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。注意：介质对电极反应式书写的影响①中性溶液反应物若是H+得电子或OH−失电子，则H+或OH−均来自于水的电离。②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH−。③碱性溶液反应物或生成物中均没有H+。④水溶液中不能出现O2−。二、原电池原理的应用原电池原理在工农业生产、日常生活、科学研究中具有广泛的应用。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、充电电池以及高能燃料电池，以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学研究以及科学技术的发展中，电池发挥的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船，小到电脑、电话、手机以及心脏起搏器等，都离不开各种的电池。加快反应速率：如实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气，用纯锌生成氢气的速率较慢，而用粗锌可大大加快化学反应速率，这是因为在粗锌中含有杂质，杂质和锌形成了无数个微小的原电池，加快了反应速率。比较金属的活动性强弱：一般来说，负极比正极活泼。防止金属的腐蚀：金属的腐蚀指的是金属或合金与周围接触到的...