第二节 原电池 化学电源
考纲定位 要点网络 1．理解原电池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和总反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
原电池工作原理及其应用
1．原电池的构成 (1)概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 (2)构成条件 反应 电极 闭合 回路 能发生自发进行的氧化还原反应(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(金属或石墨) ①电解质溶液 ②两电极直接或间接接触 ③两电极插入电解质溶液中 2．原电池的工作原理 如图是Cu-Zn原电池，请填空：
(1)两装置的差别
①图Ⅰ中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu，会有一部分Zn与Cu直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高，电能效率低。
②图Ⅱ中Zn和CuSO4溶液分别在两个池中，Zn与Cu不直接接触，不存在Zn与Cu
2＋
2＋
2＋
2＋
直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长，电能效率高。
(2)反应原理
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 (3)原电池中的三个方向 ①电子方向：从负极流出沿导线流入正极。 ②电流方向：从正极沿导线流向负极。
③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。 (4)盐桥作用
①连接内电路，形成闭合回路。
②平衡电荷(盐桥中阴离子移向负极，阳离子移向正极)，使原电池不断产生电流。 3．原电池原理的应用 (1)比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 (2)加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。例如，在Zn与稀硫酸
负极 Zn Zn－2e===Zn 氧化反应 －2＋2＋正极 Cu Cu＋2e===Cu 还原反应 －
反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
(3)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根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 如Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2，负极用Cu，正极用Ag或C等，AgNO3为电解质溶液。 [补短板]
(1)原电池反应必须是氧化还原反应，但自行发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可能是电极与溶解的氧气等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。
(2)在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀硫酸足量时，产生H2的物质的量要减少。
(3)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。如在Mg－NaOH(aq)－Al原电池中Al为负极；在Cu－浓硝酸－Fe(Al)原电池中Cu为负极。
[基础判断]
(1)在化学反应中，所有自发的放热反应均可以设计成原电池。( )
(2)在Mg－NaOH(aq)－Al电池中负极反应为Al－3e＋4OH===AlO2＋2H2O。( ) (3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。( ) (4)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。( )
(5)含盐桥的原电池工作时，盐桥中的阳离子向负极迁移。( ) [答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× [知识应用]
1．在如图所示的5个装置中，不能形成原电池的是_________(填序号)。③装置发生的电极反应式为______________________________________________
_________________________________________________________________。
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[答案] ②④ 负极：Fe－2e===Fe，正极：2H＋2e===H2↑
2．依据氧化还原反应：2Ag(aq)＋Cu(s)===Cu(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。
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2＋
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2＋
＋
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请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________(填化学式)。 (2)银电极为电池的________极，其电极反应为_______________________ __________________________________________________________________。
(3)盐桥中的NO3移向________溶液。
[答案] (1)Cu AgNO3溶液 (2)正 Ag＋e===Ag (3)Cu(NO3)2
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2021高考化学一轮复习第6章化学反应与能量第2节原电池化学电源教学案新人教版
