原电池复习学案
【基础知识】必须掌握（两套装置、一个原理、三种化学电源）

单液原电池
双液原电池



基本装置





构成条件
两极一液一连接、
自发的氧化还原反应。
两极两液双连接
自发的氧化还原反应。

优点
电流强度大
(1)能量转化率高（氧化剂和还原剂不接触）
(2)电流持续、稳定

工作原理
见 题型一


电极名称判断
1、由电极材料判断（通常活泼金属做负极）
注意：燃料电池中，两石墨电极如何确定正负极？
2、由电极反应判断（发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极；
还可由电极现象判断：通常质量减小的电极为负极，质量增加或有气体产生的电极为正极）
3、由工作原理判断（电子、电流、离子的移动方向）

电极反应式的书写
负极：氧化反应+后续反应
正极：还原反应+后续反应

总反应式书写
两电极反应在得失电子守恒的基础上，进行合并



应用

设计化学电源：（必须掌握3种化学电源电极反应式的书写）
（1）一次电池：锌锰碱性干电池、锌银纽扣电池
（2）二次电池：铅蓄电池
（3）燃料电池：氢氧燃料电池（酸性和碱性）
加快反应速率
金属的腐蚀和保护

题型一、基本原理的考查
1、下列关于原电池的叙述,错误的是（多选）（    ）
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
F.阳离子在电解质溶液中向正极移动
G.在电池的内、外电路中，电流均是由电子定向移动形成的
H.原电池工作中总是负极溶解，正极上有物质析出
小结：负极的判断方法
一般金属活泼性                             电极质量可能会     或变细的一极
电子                     负极       电解质中的     离子移向的一极
化合价      ，发生       反应                    燃料电池中，通入      的一极
2．（08广东卷）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（    ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A． ①②    B．②③  C．②④    D．③④
3.（2011安徽高考12）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是：
 A.正极反应式：Ag＋Cl－－e－=AgCl    B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C.Na＋不断向“水”电池的负极移动    D. AgCl是还原产物
题型二、判断金属的活动性：
1、有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中, B不易腐蚀; 将A、D分别投入等浓度的盐酸中, D比A反应剧烈; 将铜浸入B的盐溶液中, 无明显变化;若将铜浸入C溶液中, 有金属C析出. 据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是:
A. D>C>A>B    B. D>A>B>C    C. D>B>A>C    D. B>A>D>C
2、 某同学想测定A、B、C三种金属活动顺序,他把这三种金属放到相同物质的量浓度的盐酸中,反应速率都较慢,不易分辨出三者差异,现只有盐酸一种化学试剂,应该用什么方法迅速测出三种金属的活动性顺序?
题型三、加快反应速率
实验室中欲制氢气,可加快反应速率的方法是                      （    ）          
A. 纯锌与稀硫酸反应     B. 把锌片放入盛盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液
C. 纯锌与浓硫酸反应     D. 粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
题型四、溶液或电极附近的变化
溶液的变化：看总反应方程式（注意H+、OH-、H2O的参加或生成）
电极附近的变化：看电极反应式
氢—氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，以KOH溶液为介质，其电极反应式为：2H2+4OH–-4e–==4H2O和O2+2H2O+4e–== 4OH–则下列叙述正确的是 （    ）
A. 通H2的一极是正极，通O2的一极是负极   C.工作一段时间后电解质溶液的pH增大B.通O2的一极是正极，通H2的一极是负极   D.工作时负极区附近pH增大
题型五、原电池设计：（单液原电池、双液原电池）
设计原电池一般要考虑三个方面的问题：①用什么材料作正极；   ②用什么材料作负极；    ③用什么电解质溶液。w.w.w.k.s
1、下列反应可以设计成原电池的是                               (　　)
①CaO＋H2O===Ca(OH)2　           ②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑　
③2H2O===2H2↑＋O2↑              ④NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3　
⑤Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2　    ⑥Fe＋2FeCl3===3FeCl2
A．①②④⑤⑥  B．②③⑤⑥  C．②⑤⑥  D．全部
2、利用反应原理Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计单液原电池和双液原电池装置，画出装置简图，并标注电极名称、电解质溶液，写出电极反应式。




题型六  金属腐蚀典型题型
1、下列有关金属腐蚀的说法正确的是（  ）
 A．金属腐蚀指不纯金属接触到电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
 B．电化腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程
 C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气最终转化为铁锈
 D．金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化腐蚀伴有电流产生
2、（08广东卷双选）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（    ）
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
3、(2010·北京市崇文区期末)2008年10月8日，美籍华裔科学家钱永健获得2008年度诺贝尔化学奖。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获“美国西屋科学天才奖”。下列叙述正确的是(　　)
A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B．将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀
C．合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也比其成分金属强
D．铜板上的铁铆钉处在潮湿空气中直接发生反应：Fe－3e－===Fe3＋，继而形成铁锈
4、(2010·山东理综节选)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于       处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为___         _____。
比较（1）、（2）、（3）中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
          



题型七、电极的判断及电极反应式书写
一、原电池正、负极的确定
锌锰干电池在放电时，电池总可以表示为：
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++ Mn2O3 + 2NH3 + H2O在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（    ）    A. Zn  B. 碳棒  C. MnO2 和NH4+    D. Zn2+ 和NH4+ 
二、化学电源及其电极反应式的书写
（一）电极反应式的书写
1、负极：氧化反应＋后续反应       正极：还原反应＋后续反应
电池总反应：还原剂+氧化剂+介质＝氧化产物+还原产物+其他
在电子守恒下，将两电极反应式相加得到总反应离子方程式，电池总反应离子方程式减去一极反应即得到另一极反应。
2、后续反应：
（1）看反应后的离子与电解质溶液中的离子是否发生复分解反应，如Pb2+与SO42—生成PbSO4，  CO2与OH－生成CO32—
（2）溶液中不存在O2－：生成的O2－在酸性下它与H＋结合成H2O、在碱性或中性下它与水结合成OH－。
H＋的存在：在酸性或中性下以H＋存在，在碱性下与OH－结合成水。
3、新型电池的电极反应式书写要诀
①消除对“新”的紧张，克服阅读障碍。②解题不会超出所学基础知识，应增强自信。③结合前面所讲的各基础知识，冷静挖掘信息。
（二）化学电源
1、银锌钮扣电池
微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn+2OH--2e- ==== ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e- ==== 2Ag+2OH-，总反应式为：Ag2O+Zn ==== 2Ag+ZnO。根据上述反应式，下列说法正确
A. 在使用过程中，电池负极区溶液的pH减小
B. 使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C. Zn是负极，Ag2O是正极           
D. Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
2、普通锌锰干电池
（2004年江苏高考化学题）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) ==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（  ）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
3、燃料电池
（Ⅰ）今有反应2H2＋O2＝2H2O构成了燃料电池，则
（1）用KOH做电解质， 负极通的应是              ，正极通的应是            。
电极反应式为：负极                        ，电极附近溶液的pH     
正极：                      ，总溶液的pH     
（2）如把KOH改为稀H2SO4做电解质，
则电极反应式为：负极                        ，电极附近溶液的pH     
正极：                      ，总溶液的pH     
（3）如把H2改为CH4、KOH做电解质，
则电极反应式为：负极                       ，正极                     。
（Ⅱ）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
负极反应式：2CO+2CO32-     4CO2+4e-   正极反应式：                     
总电池反应：                                
（05广东卷，双选）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是（    ）
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2→8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－＝2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－＝4CO2＋5H2O
练习．（2006年山东）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：
C(Ⅰ)的电极名称是              （填写正极或负极）；
C(Ⅱ)的电极反应式是                            。
4、蓄电池：（一极两名称问题：正---阳）
（1） 铅蓄电池放电时的总反应方程式为：PbO2+Pb+2H2SO4 ==== 2PbSO4+2H2O
据此判断其正极是          ，负极是         ，电解质溶液是              ，
正极反应是                   ，负极反应是                              ，当转移0.5NA个电子时，蓄电池内消耗H2SO4的物质的量为           。
若充电时，负接线柱接电源的     极。
铅蓄电池工作时，下列结论正确的是               （    ）
    A．Pb为正极被氧化        B．SO42-只向PbO2极移动
    C．电解液密度不断减小    D．溶液的pH值不断减小
（2）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2
Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池放电时的负极（    ）  A.Cd(OH)2       B.Ni(OH)2       C.Cd         D.NiO(OH)
（3）（05江苏卷）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH下列叙述不正确的是（    ）
A．放电时负极反应为：Zn－2e(＋2OH( ＝Zn(OH)2
B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e(＋5OH－ ＝FeO42－＋4H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
5、锂电池
（1）锂离子电池为高效蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为负极反应：C6Li－xe-  C6Li1-x+x Li+   （C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）
正极反应：Li1-xMO2+xLi++xe-   LiMO2  （LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物）
下列有关说法正确的是（双选）                                (    )
A  锂离子电池充电时电池反应为C6Li+Li1-xMO2   LiMO2+C6Li1-x
B  电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1 mol电子，金属锂所消耗的质量小
C  锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动
D  锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1-x+x Li++x e-   C6Li
（2）(07天津卷)天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。
电池反应为LiCoO2＋C6
CoO2＋LiC6，下列说法正确的是          (     )
A.充电时，电池的负极反应为LiC6－e－ = Li＋＋C6
B.放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋＋e－ = LiCoO2
C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
（3）（09年浙江卷）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li
的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：    Li+2Li

下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：Li-e
=Li

B．充电时，Li
既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质       D．放电过程中Li
向负极移动