2022届高考化学一轮复习 第六单元化学反应与能量转化 化学能转化为电能__电池学案28页

化学能转化为电能——电池
考点一　原电池的工作原理
1.原电池定义及本质
原电池是把　　　　　　能转化为　　　　　　能的装置。其反应本质是　　　　　的　　　　　　
反应。
2.原电池的构成条件
电
极
两极为导体,且存在活动性差异
(燃料电池除外)
溶
液
两极插入　　　　溶液中
回
路
形成闭合回路或两极直接接触
本
质
看能否　　　　发生　　　　
反应
3.原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)
电极名称 负极 正极
电极材料 　　　 　　　
电极反应 Zn-2e- Zn2+ Cu2++2e- Cu
电极质量
变化
　　　 　　　
反应类型 　　　　反应 　　　　反应

电子流向 由　　　　沿导线流向　　　　
盐桥中离
子移向
盐桥中装有含饱和 KCl溶液的琼胶,K+移向　　　　极,Cl-移向　　　　极
盐桥作用
a.连接内电路形成闭合回路。
b.维持两电极电势差(中和电荷),使电池能持续提供电流
装置差
异比较
原电池Ⅰ:温度升高,化学能转化为电能和热能,两极反应在同一溶液中,部分
Zn与 Cu2+直接反应,使电池效率降低;
原电池Ⅱ:温度不变,化学能只转化为　　　　,两极反应在不同溶液中,Zn与
Cu2+隔离,电池效率提高,电流稳定
4.原电池中的三个移动方向
(1)电子移动方向:从　　　　极流出沿导线流入　　　　极。
(2)电流方向:从　　　　极沿导线流向　　　　极。
(3)离子迁移方向:电解质溶液中,阴离子向　　　　极迁移,阳离子向　　　　极迁移。

温馨提示在原电池反应过程中,“离子不上线,电子不下水”。
5.原电池原理的四大应用
(1)比较金属的活泼性强弱。
原电池中,　　　　　　一般是活泼性较强的金属,　　　　一般是活泼性较弱的金属
(或非金属)。
(2)加快化学反应速率。
氧化还原反应形成原电池时,反应速率加快。
(3)用于金属的防护。
将需要保护的金属制品作为原电池的　　　　而受到保护。如要保护一个铁质的输水管
道不被腐蚀,可用导线将其与一块锌块相连,　　　　为原电池的负极。
(4)设计制作化学电源。
①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池的工作原理,结合两个半反应,选择正、负电极材料以及电解质溶液。
自我诊断

1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)理论上,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)在锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生。
(　　)
(4)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极,活泼金属一定为负极。 (　　)
(5)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。 (　　)
(6)某原电池反应为 Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥内可以是含 KCl饱和溶
液的琼脂。 (　　)
(7)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组成原电池,必是
铁为负极、铜为正极。(　　)
2.在如图所示的 4个装置中,不能形成原电池的是　　　　　(填序号),并指出原
因　　　　　　。
考向 1　原电池工作原理
【典例 1】
(2020天津化学,11)熔融钠-硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。右图中的电
池反应为 2Na+xS Na2Sx(x=5~3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是(　　)
A.Na2S4的电子式为 Na+[
·
·
··
S
··
·
·
··
S
··
·
·
··
S
··
·
·
··
S
··
·
·
]2-Na+
B.放电时正极反应为 xS+2Na++2e- Na2Sx
C.Na和 Na2Sx分别为电池的负极和正极
D.该电池是以 Na-β-Al2O3为隔膜的二次电池

对点演练 1图中四种电池装置是依据原电池原理设计的,下列有关叙述错误
的是(　　)
A.①中锌电极发生氧化反应
B.②中电子由 a电极经电流表流向 b电极
C.③中电流由 A电极流向 B电极
D.④中 LixC6作负极
规律小结判断原电池正、负极的五种方法
注意:原电池的正极和负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不能认为活泼
金属电极一定为负极。
考向 2　原电池电极反应的书写
【典例 2】Al-MnO-4电池是一种高能电池,以 Ga2O3为缓蚀剂,其示意图如图所示。已知电
池总反应为 Al+MnO-4+2H2O [Al(OH)4]-+MnO2。下列说法正确的是(　　)

A.正极的电极反应...