高三化学一轮复习 导学案
选修4 化学反应原理 第一部分 化学反应与能量---------化学能与电能 原电池 化学电源
原电池及其工作原理
一、理清概念和工作原理 1．原电池
原电池是把_____转化为_____的装置，其反应本质是______________。 2．工作原理 ( 以铜锌原电池为例) (1)原理分析 电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 盐桥中离子移向 负极 锌片 ______反应 由 沿导线流向 盐桥含饱和KCl溶液，K移向 极，Cl移向 极 ＋－正极 铜片 ______反应 (2)盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥的作用： 3．明确构成原电池的条件
反应 电极 能 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) 一般是活泼性不同的两电极(金属或非金属) 形成需三个条件： 闭合回路 ① ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中 4．辨明三个移动方向
电子方向 电流方向 离子迁移方向
1
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1．(2016·上海高考)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子 的物质的量，y轴表示( )
A．铜棒的质量 B．c(Zn2 C．c(H) D．c(SO24)
＋
＋
－
2．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( ) A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极 B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋2e===Cu
＋
－
C．该原电池的总反应为2Fe3＋Cu===Cu2＋2Fe2
＋
＋
＋
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
3.(2015·天津高考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( ) A．铜电极上发生氧化反应
2－
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO4)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中 电荷平衡
小结：原电池装置考查的变迁
原电池原理考查方向
1.两级变化：质量变化，形态变化（变粗或辨析） 是否有气泡产生
2.溶液变化：离子浓度变化，颜色变化，PH值变化 3.得失电子数目计算
4. 正负极的判断 电极反应式的书写
二、原电池正负极的判断及电极反应式的书写 1．原电池正、负极的判断
2
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判断下列原电池的正负极
[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，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。
2．电极反应式的书写
4(2016·北京高考节选)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO3的反应原理如图所示。
①作负极的物质是________。 ②
正
极
的
电
极
反
应
式
是
－
－
______________________________________________。
5 (2013·北京高考节选)通过NOx传感器可监测NOx的含量，
3
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其工作原理示意图如图所示：
①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。 ②写出NiO电极的电极反应式：______________________。
6.[2015·全国卷Ⅱ] 酸性锌锰干电池是一种一次性电池 外壳为金属锌，中间是碳棒， 其周围是由碳粉、 MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。
该电池的正极反应式_________________ _电池反应的离子方程式为 三、原电池原理的四大应用 1.比较金属的活动性强弱
对点练1．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N===N＋M；②M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E＋2e===E，N－2e===N。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是 A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N 2.加快化学反应速率 对点练2.选择合适的图像：
2＋
－
－
2＋
2＋
2＋
(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4
溶液，产生H2的体积 V(L)与时间 t (min)的关系是________。
(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间 t(min)的关系是________。 3.用于金属的防护
对点练3 .利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。 (1)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。
(2)若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________________。 4.设计原电池
(1)正、负极材料的选择：活泼金属做负极
不活泼金属或可导电的非金属（例石 墨）做正极
(2)电解质溶液的选择：电解质溶液（或溶于电解质溶液中的 物质如O2）要能够与负
极发生反应
如果设计盐桥：电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子
对点练4 设计一个快速让铁生锈的原电池
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