考點(diǎn)11-原電池的原理及相關(guān)判斷(要點(diǎn)總結(jié))

2019-2020學(xué)年高一化學(xué)期末復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)通關(guān)（人教版2019必修第二冊）考點(diǎn)11原電池的原理及相關(guān)判斷復(fù)習(xí)要點(diǎn)理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。核心梳理一、原電池的工作原理(1)反應(yīng)類型：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。(2)電子的移動方向：負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極。(3)離子的移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。二、原電池正、負(fù)極的判斷三、原電池電極反應(yīng)式的書寫1．一般原電池電極反應(yīng)式的書寫(1)首先確定電極名稱。(2)負(fù)極上電極材料本身發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上溶液中的微粒發(fā)生還原反應(yīng)。(3)根據(jù)電解質(zhì)溶液確定電極反應(yīng)后元素的存在形式。(4)弱電解質(zhì)、氣體和難溶物均寫成化學(xué)式，其余的以離子符號表示。注意：電解質(zhì)溶液的成分對電極產(chǎn)物的影響；燃料電池的電極材料本身不參與電極反應(yīng)。(5)根據(jù)電子守恒，使正、負(fù)極上得失電子總數(shù)相等。2．可充電電池電極反應(yīng)式的書寫(1)要準(zhǔn)確判定電池：正方向、逆方向反應(yīng)都能發(fā)生，放電為原電池，充電為電解池。(2)準(zhǔn)確判定電極：原電池的負(fù)極與電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，對應(yīng)元素化合價升高；原電池的正極與電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，對應(yīng)元素化合價降低。(3)電極材料放電后的微?；蛭镔|(zhì)的存在形式與電解質(zhì)溶液有關(guān)。3．燃料電池電極反應(yīng)式的書寫首先寫出總反應(yīng)方程式，因?yàn)槿剂想姵氐目偡磻?yīng)方程式等于燃料燃燒方程式和燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的方程式的疊加式。其次將總反應(yīng)拆開，找出氧化反應(yīng)物質(zhì)對：還原劑——氧化產(chǎn)物，和還原反應(yīng)物質(zhì)對：氧化劑——還原產(chǎn)物，分別作為負(fù)極反應(yīng)和正極反應(yīng)，在書寫時要特別注意考慮溶液的酸堿性環(huán)境對電極反應(yīng)式書寫的影響，最后利用電子守恒、電荷守恒和質(zhì)量守恒進(jìn)行配平。四、原電池原理的應(yīng)用1．比較金屬的活動性強(qiáng)弱原電池中，一般活動性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動性弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。如有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動性A>B。2．加快氧化還原反應(yīng)速率如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀硫酸形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快；如加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu，附著在鋅片上形成原電池也可以加快反應(yīng)速率。3．設(shè)計(jì)原電池已知一個氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。設(shè)計(jì)原電池時，如果給出的是具體的化學(xué)反應(yīng)方程式，電解質(zhì)溶液是確定的；如果給出的是離子方程式，如Fe+Cu2+Cu+Fe2+，則電解質(zhì)不是確定的具體物質(zhì)，只要是含有Cu2+的可溶鹽溶液即可，如CuCl2溶液、CuSO4溶液等。4．保護(hù)金屬設(shè)備如：船體是鋼鐵材料，在海水中易被腐蝕，在船體外殼焊接上比鐵活潑的金屬(如Zn)，則構(gòu)成以Zn、Fe為電極的原電池，Zn被消耗掉而Fe得到保護(hù)。深化理解書寫電極反應(yīng)式的注意事項(xiàng)原電池的正負(fù)極一且確定，則電極反應(yīng)式也隨之確定通過原電池發(fā)生的氧化還原反應(yīng)原理，可將其分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，即可得到電極反應(yīng)方程式，但書寫電極反應(yīng)式時還需注意以下幾點(diǎn)：1.正負(fù)電極反應(yīng)式中的電子得失數(shù)目盡量保持相等，主要是為計(jì)算提供方便。2.充分考慮反應(yīng)環(huán)境及離子共存問題，若生成物離子與電解質(zhì)離子不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子也要寫入負(fù)極的電極反應(yīng)式中。典型例題例1（2019·天津蘆臺二中高一月考）某小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是（）A．無論a和b是否連接均可形成原電池B．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出C．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuD．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色答案A解析A．a(chǎn)和b不連接時，不構(gòu)成原電池，A錯誤；

B．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出，B正確；

C．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，銅片為正極，所以銅片上發(fā)生的反應(yīng)為，C正確；

D．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色，D正確。

答案選A。變式強(qiáng)化（2019·河北省滄州市一中高一月考）關(guān)于如圖所示裝置的敘述，正確的是A．該裝置構(gòu)成原電池，鋅易失電子作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，所以鋅的質(zhì)量逐漸減少B．電流從負(fù)極鋅沿導(dǎo)線流向正極銅C．該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，為原電池D．氫離子在鋅片上被還原，所以鋅片上有氣泡生成答案A解析【分析】該裝置構(gòu)成原電池，活潑金屬鋅為負(fù)極，鋅失去的電子通過導(dǎo)線流向銅，鋅發(fā)生氧化反應(yīng)，不活潑金屬銅為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．該裝置構(gòu)成原電池，鋅易失電子作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極上Zn-2e-=Zn2+，鋅的質(zhì)量逐漸減少，故A正確；B