考点11-原电池的原理及相关判断(要点总结).doc

2019-2020学年高一化学期末复习高频考点通关（人教版2019必修第二册）
考点11 原电池的原理及相关判断
复习要点
理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。
核心梳理
一、原电池的工作原理

(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
(2)电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极。
(3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
二、原电池正、负极的判断

三、原电池电极反应式的书写
1．一般原电池电极反应式的书写
(1)首先确定电极名称。
(2)负极上电极材料本身发生氧化反应，正极上溶液中的微粒发生还原反应。
(3)根据电解质溶液确定电极反应后元素的存在形式。
(4)弱电解质、气体和难溶物均写成化学式，其余的以离子符号表示。注意：电解质溶液的成分对电极产物的影响；燃料电池的电极材料本身不参与电极反应。
(5)根据电子守恒，使正、负极上得失电子总数相等。
2．可充电电池电极反应式的书写
(1)要准确判定电池：正方向、逆方向反应都能发生，放电为原电池，充电为电解池。
(2)准确判定电极：原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高；原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。
(3)电极材料放电后的微粒或物质的存在形式与电解质溶液有关。
3．燃料电池电极反应式的书写
首先写出总反应方程式，因为燃料电池的总反应方程式等于燃料燃烧方程式和燃烧产物与电解质溶液反应的方程式的叠加式。其次将总反应拆开，找出氧化反应物质对：还原剂——氧化产物，和还原反应物质对：氧化剂——还原产物，分别作为负极反应和正极反应，在书写时要特别注意考虑溶液的酸碱性环境对电极反应式书写的影响，最后利用电子守恒、电荷守恒和质量守恒进行配平。
四、原电池原理的应用
1．比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属或能导电的非金属为正极。如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。
2．加快氧化还原反应速率
如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快；如加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，附着在锌片上形成原电池也可以加快反应速率。
3．设计原电池
已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。设计原电池时，如果给出的是具体的化学反应方程式，电解质溶液是确定的；如果给出的是离子方程式，如Fe+Cu2+Cu+Fe2+，则电解质不是确定的具体物质，只要是含有Cu2+的可溶盐溶液即可，如CuCl2溶液、CuSO4溶液等。
4．保护金属设备
如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn)，则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。
深化理解
书写电极反应式的注意事项
原电池的正负极一且确定，则电极反应式也随之确定通过原电池发生的氧化还原反应原理，可将其分为氧化反应和还原反应两个半反应，即可得到电极反应方程式，但书写电极反应式时还需注意以下几点：
1.正负电极反应式中的电子得失数目尽量保持相等，主要是为计算提供方便。
2.充分考虑反应环境及离子共存问题，若生成物离子与电解质离子不共存，则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。
典型例题
例1 （2019·天津芦台二中高一月考）某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是（　　）

A．无论a和b是否连接均可形成原电池
B．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
C．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－= Cu
D．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
答案 A
解析 A．a和b不连接时，不构成原电池，A错误；
B．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出，B正确；
C．a和b用导线连接时，铜片为正极，所以铜片上发生的反应为，C正确；
D．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，D正确。
答案选A。
变式强化
（2019·河北省沧州市一中高一月考）关于如图所示装置的叙述，正确的是

A．该装置构成原电池，锌易失电子作负极、Cu 作正极，负极上电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+，所以锌的质量逐渐减少
B．电流从负极锌沿导线流向正极铜
C．该装置是将电能转化为化学能的装置，为原电池
D．氢离子在锌片上被还原，所以锌片上有气泡生成
答案 A
解析 【分析】该装置构成原电池，活泼金属锌为负极，锌失去的电子通过导线流向铜，锌发生氧化反应，不活泼金属铜为正极，得到电子，发生还原反应，据此分析解答。
【详解】A．该装置构成原电池，锌易失电子作负极、Cu作正极，负极上Zn-2e-=Zn2+，锌的质量逐渐减少，故A正确；
B．锌失去的电子通过导线流向铜，所以电流由Cu经导线流入Zn片，故B错误；
C．原电池是将化学能转变为电能的装置，故C错误；
D．锌片、铜片和稀硫酸溶液构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，故D错误；
故选A。