考點11-原電池的原理及相關判斷(要點總結)

2019-2020學年高一化學期末復習高頻考點通關（人教版2019必修第二冊）考點11原電池的原理及相關判斷復習要點理解原電池的構成、工作原理及應用，能書寫電極反應和總反應方程式。核心梳理一、原電池的工作原理(1)反應類型：負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應。(2)電子的移動方向：負極流出，經導線流向正極。(3)離子的移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。二、原電池正、負極的判斷三、原電池電極反應式的書寫1．一般原電池電極反應式的書寫(1)首先確定電極名稱。(2)負極上電極材料本身發(fā)生氧化反應，正極上溶液中的微粒發(fā)生還原反應。(3)根據電解質溶液確定電極反應后元素的存在形式。(4)弱電解質、氣體和難溶物均寫成化學式，其余的以離子符號表示。注意：電解質溶液的成分對電極產物的影響；燃料電池的電極材料本身不參與電極反應。(5)根據電子守恒，使正、負極上得失電子總數相等。2．可充電電池電極反應式的書寫(1)要準確判定電池：正方向、逆方向反應都能發(fā)生，放電為原電池，充電為電解池。(2)準確判定電極：原電池的負極與電解池的陽極發(fā)生氧化反應，對應元素化合價升高；原電池的正極與電解池的陰極發(fā)生還原反應，對應元素化合價降低。(3)電極材料放電后的微?；蛭镔|的存在形式與電解質溶液有關。3．燃料電池電極反應式的書寫首先寫出總反應方程式，因為燃料電池的總反應方程式等于燃料燃燒方程式和燃燒產物與電解質溶液反應的方程式的疊加式。其次將總反應拆開，找出氧化反應物質對：還原劑——氧化產物，和還原反應物質對：氧化劑——還原產物，分別作為負極反應和正極反應，在書寫時要特別注意考慮溶液的酸堿性環(huán)境對電極反應式書寫的影響，最后利用電子守恒、電荷守恒和質量守恒進行配平。四、原電池原理的應用1．比較金屬的活動性強弱原電池中，一般活動性強的金屬為負極，活動性弱的金屬或能導電的非金屬為正極。如有兩種金屬A和B，用導線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產生，由原電池原理可知，金屬活動性A>B。2．加快氧化還原反應速率如實驗室用Zn和稀硫酸反應制H2，常用粗鋅，它產生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質和鋅、稀硫酸形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產生H2的速率加快；如加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu，附著在鋅片上形成原電池也可以加快反應速率。3．設計原電池已知一個氧化還原反應，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化)，氧化劑(電解質溶液中的陽離子)在正極上被還原。設計原電池時，如果給出的是具體的化學反應方程式，電解質溶液是確定的；如果給出的是離子方程式，如Fe+Cu2+Cu+Fe2+，則電解質不是確定的具體物質，只要是含有Cu2+的可溶鹽溶液即可，如CuCl2溶液、CuSO4溶液等。4．保護金屬設備如：船體是鋼鐵材料，在海水中易被腐蝕，在船體外殼焊接上比鐵活潑的金屬(如Zn)，則構成以Zn、Fe為電極的原電池，Zn被消耗掉而Fe得到保護。深化理解書寫電極反應式的注意事項原電池的正負極一且確定，則電極反應式也隨之確定通過原電池發(fā)生的氧化還原反應原理，可將其分為氧化反應和還原反應兩個半反應，即可得到電極反應方程式，但書寫電極反應式時還需注意以下幾點：1.正負電極反應式中的電子得失數目盡量保持相等，主要是為計算提供方便。2.充分考慮反應環(huán)境及離子共存問題，若生成物離子與電解質離子不共存，則該電解質溶液中的陰離子也要寫入負極的電極反應式中。典型例題例1（2019·天津蘆臺二中高一月考）某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置。下列敘述不正確的是（）A．無論a和b是否連接均可形成原電池B．a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出C．a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為Cu2＋＋2e－=CuD．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色答案A解析A．a和b不連接時，不構成原電池，A錯誤；

B．a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出，B正確；

C．a和b用導線連接時，銅片為正極，所以銅片上發(fā)生的反應為，C正確；

D．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色，D正確。

答案選A。變式強化（2019·河北省滄州市一中高一月考）關于如圖所示裝置的敘述，正確的是A．該裝置構成原電池，鋅易失電子作負極、Cu作正極，負極上電極反應式為Zn-2e-=Zn2+，所以鋅的質量逐漸減少B．電流從負極鋅沿導線流向正極銅C．該裝置是將電能轉化為化學能的裝置，為原電池D．氫離子在鋅片上被還原，所以鋅片上有氣泡生成答案A解析【分析】該裝置構成原電池，活潑金屬鋅為負極，鋅失去的電子通過導線流向銅，鋅發(fā)生氧化反應，不活潑金屬銅為正極，得到電子，發(fā)生還原反應，據此分析解答?！驹斀狻緼．該裝置構成原電池，鋅易失電子作負極、Cu作正極，負極上Zn-2e-=Zn2+，鋅的質量逐漸減少，故A正確；B