高考化学一轮总复习第6章化学反应与能量第3节化学能转化为电能-电池检测鲁科版23页

第 3 节 化学能转化为电能——电池
考纲定位 考情播报
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。
2016·全国甲卷 T11/全国丙卷 T11
2015·全国卷ⅠT11/全国卷ⅡT26(1)(2)
2014·全国卷ⅡT12
2013·全国卷ⅠT10、T27(5)、T28(5)/全国卷ⅡT11
2012·全国卷 T26(4)
考点 1| 原电池的工作原理及应用 
[基础知识自查]
1．概念及反应本质
电化学上将能把化学能转化为电能的装置，其本质是发生了氧化还原反应。
2．构成条件
(1)有两个活动性不同的电极(常见为金属或石墨)。
(2)将电极插入电解质溶液中。
(3)两电极间构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。
(4)能自发发生氧化还原反应。
3．工作原理
如图是 Cu－Zn原电池，请填空：
(1)反应原理
电极名称 负极 正极
电极材料 Zn Cu
电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型 氧化反应 还原反应
(2)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。
(3)两种装置的比较

图Ⅰ中 Zn 在 CuSO4溶液中直接接触 Cu2＋，会有一部分 Zn 与 Cu2＋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。图Ⅱ中 Zn
和 CuSO4溶液分别在两个池中，Zn与 Cu2＋不直接接触，不存在 Zn与 Cu2＋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。
(4)盐桥作用
①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。
4．原电池原理的三个应用
(1)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。
(2)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。
(3)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 H2SO4
反应时加入少量 CuSO4溶液能使产生 H2的反应速率加快。
[应用体验]
1．在如图所示的 8个装置中，不能形成原电池的是_____________(填序号)，并指出原
因。
[提示] ①只有一个金属，不能构成两极
③两极金属相同
⑤酒精不是电解质溶液，不导电
⑧未形成闭合回路
2．(1)根据反应 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计的原电池的负极反应式为
______________________________________________________________，
正极反应式为
______________________________________________________________。

(2)根据 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O设计的原电池的正极反应式为
______________________________________________________________。
[提示] (1)Fe－2e－===Fe2＋ 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
(2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O
[考点多维探究]
角度 1 原电池的工作原理及电极判断
1．(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(  )
【导学号：99682209】
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2－4 )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
C [A.Cu 作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程中，SO 2－4 不参加电极
反应，故甲池的 c(SO2－4 )基本不变；C.电池工作时，甲池反应为 Zn－2e－===Zn2＋，乙池反应
为 Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中 Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，
由电极反应式可知，乙池中每有 64 g Cu析出，则进入乙池的 Zn2＋为 65 g，溶液总质量略有
增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜。]
2．控制适合的条件，将反应 2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下
列判断不正确的是(  )
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3＋被还原
C．电流表读...