2021学年第四章 化学反应与电能第一节 原电池评优课作业课件ppt

微专题6　多角度认识原电池

[微点突破]

原电池是将化学能转化为电能的装置。可以从以下几个角度来认识原电池：

1．反应角度

(1)当原电池工作时，负极失电子，发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应。从这个角度我们可以知道，只有氧化还原反应才能被设计成原电池。但需要注意：与正常的氧化还原反应不同，原电池中存在的氧化反应与还原反应是分开进行的。

(2)原电池中的氧化还原反应必须是自发的。若不能自发发生反应，则不能形成原电池。必须注意，这里所说的自发发生氧化还原反应不一定是电极与电解质溶液反应，也可能是电极与溶液中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．能量角度

氧化还原反应有放热反应也有吸热反应，一般放热反应才能将化学能转化为电能，产生电流。

3．组成角度

(1)要有两个电极。这两个电极的活泼性一般是不同的。一般情况下，负极是活泼性较强的金属，正极是活泼性较弱的金属或能导电的材料(包括非金属或某些氧化物，如石墨、PbO2)，但要求负极能与电解质溶液自发发生氧化还原反应。

(2)两电极必须插入电解质溶液中。非电解质由于不导电，不能参与形成原电池。

(3)必须形成闭合回路。闭合回路的形式是多种多样的，最常见的就是通过导线将正、负极相连，也可以将两种金属材料相接触再插入电解质溶液中，日常生活中的合金则是两种材料相互熔合在一起形成正、负极的，因此在判断是否形成闭合回路时，不能只看是否有导线。常见闭合回路的形式如下图所示：

4．转移角度

原电池工作时，能够发生电子、离子的定向移动，能够形成外电路与内电路。在原电池中，外电路通过电子的定向移动形成电流，电子从负极流出，从正极流入，电流的方向与此相反；内电路中的电流通过离子的定向移动来形成(阳离子移向正极，而阴离子移向负极)。因此，电子的流向仅限于外电路，电解质溶液中没有电子流过，而电流则在内、外电路同时形成。

5．形式角度

任何原电池从本质上都属于如下两种形式中的一种：

[专题对练]

1．一种光化学电池的结构如图所示，电池总反应式为AgCl＋Cu＋===Ag＋Cu2＋＋Cl－，下列关于该电池在工作时的说法中不正确的是(　　)

A．电子的运动方向：Pt→外电路→Ag→内电路→Pt

B．生成108 g银，转移的电子为1 mol

C．Cu＋在负极发生氧化反应

D．Cl－由正极迁移到负极

A　[原电池工作时，电子从负极Pt经过导线流向正极Ag，不能进入溶液中， A错误；原电池中银作正极，电极反应式为AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－(aq)，则生成1 mol Ag即108 g时，转移的电子为1 mol, B正确；铂作负极，负极上Cu＋失电子生成Cu2＋，则Cu＋在负极发生氧化反应， C正确；原电池工作时，电解质溶液中阴离子向负极移动，即Cl－由正极迁移到负极， D正确。]

2．水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总反应方程式为2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。下列说法正确的是(　　)

A．负极材料是银

B．负极的电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O

C．测量原理示意图中，电流从Cu经过导线流向Ag2O

D．电池工作时，溶液中OH－向正极移动

B　[在该氧化还原反应中还原剂是铜，铜作负极，A错误；铜为负极、Ag2O为正极，负极的电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，电流从Ag2O经过导线流向铜，B正确，C错误；电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D错误。]

3．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl­KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是(　　)

A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2

B．放电过程中，Li＋向负极移动

C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb

D．常温下，在正、负极间接上电流表，指针不偏转

D　[正极发生还原反应，故为PbSO4＋2e－===Pb＋SO，A项错误；放电过程为原电池，故阳离子向正极移动，B项错误；每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol Pb为10.35 g，C项错误；常温下，电解质不能熔化，不能形成原电池，故指针不偏转，D项正确。]

4．如图为Zn­聚苯胺二次电池的示意图，下列说法正确的是(　　)

A．放电时，Zn片作负极，发生的电极方程式为Zn＋2e－===Zn2＋

B．放电时，混合液中的Cl－向B移动

C．充电时，聚苯胺被氧化

D．充电时，A端接电源的正极

C　[放电时，A极锌失电子作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋， A错误；放电时，混合液中的Cl－向负极A移动， B错误；充电时，B端接电源的正极作阳极，阳极上聚苯胺失电子发生氧化反应被氧化， C正确；充电时，A端接电源的负极作阴极， D错误。]

5．由图分析，下列叙述正确的是(　　)

A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护

B．Ⅰ和Ⅱ中Cl－均向Fe电极移动

C．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋

D．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋4e－＋2H2O===4OH－

A　[两个原电池中正极金属Fe(Ⅰ中)、Cu(Ⅱ中)不参与反应，因此不会被腐蚀，A项正确。 Ⅰ中锌作负极，则氯离子向锌电极移动，Ⅱ中铁作负极，则氯离子向铁电极移动，B项错误。Ⅰ中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。Ⅱ中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。]

6．利用太阳能电池，将CO2 转化成燃料气体(CO)，用可传导 H＋的固体作电解质，装置如图所示。下列推断不正确的是(　　)

A．a为阳极

B．b的电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O

C．产生11.2 L O2，导线中转移2 mol电子

D．H＋由质子交换膜的左侧向右侧迁移

C　[太阳能电池将CO2转化成燃料气体(CO)，发生还原反应，通入CO2气体的b电极为电解池的阴极，电极反应为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O；水生成氧气的电极a为电解池的阳极，发生失去电子的氧化反应，电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。水发生失去电子的氧化反应生成氧气，所以电极a为电解池的阳极， A正确；由装置图可知，b电极上b电极得电子生成CO，结合电子守恒、电荷守恒得到电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O, B正确；阳极a电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每生成1 mol O2，导线中转移4 mol电子，若导线中转移2 mol电子则生成0.5 mol O2，标准状况下的体积为11.2 L，但该选项没有指明状态，所以0.5 mol O2的体积不一定为11.2 L, C错误；左侧阳极电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成了H＋，右侧阴极电极反应为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，消耗了H＋，所以电解池工作时H＋由质子交换膜的左侧向右侧迁移，D正确。]