高中化学原电池知识点总结报告
选修四 第四章 电化学基础
第一节原电池
1．定义：把化学能转化为电能的装置
2．实质：一个能自发进行的氧化还原反应。
3．构成条件：
（1）两个活性不同的金属（其中一种可以为非金属，即作导体用）作电极。
（2）两电极插入电解质溶液中。
（3）形成闭合回路。（两电极外线用导线连接，可以接用电器。）
（4）自发地发生氧化还原反应
※4．原理：
ⅠⅡ
两种装置的比较：
装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。
5.盐桥：含有琼胶的KCl饱和溶液
盐桥作用：连接两个溶液，并保持两个溶液呈电中性。K正极，Cl负极 +-2+
教学过程： 原电池：
1、概念： 将化学能转化为电能的装置叫做原电池
2、组成条件：①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应
原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。
3、电子流向：外电路：极—→导线—→
内电路：盐桥中离子移向负极的电解质溶液，盐桥中电流方向：正极—→导线—→负极
4、电极反应：以锌铜原电池为例：
＋负极：氧化反应： Zn－2e＝Zn2 －反应式：较活泼金属－ne＝金属阳离子负极现象：负极溶解，负极质量减少。
＋正极：还原反应： 应，电极反应式：溶液中阳离子＋ne＝单质，正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。
总反应式： Zn+2H+2+↑
5、正、负极的判断：
（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）从电子的流动方向 负极流入正极
（3）从电流方向 正极流入负极
（4）根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极，阴离子流向负极
（5）根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极
6、原电池电极反应的书写方法：
（i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下：
①写出总反应方程式。②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。
（ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
7、原电池的应用：①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的腐蚀。
化学电池：
1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类：
一次电池
1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
二次电池
1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应：铅蓄电池
放电：负极（铅）： Pb＋SO2-4－2e＝PbSO4↓
正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋SO2-4＋2e＝PbSO4↓＋2H2
充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋SO2-4
阳极： PbSO4＋2e＝Pb＋SO2-4
两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4
2PbSO4↓＋2H2O
3目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
三、燃料电池
1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。
当电解质溶液呈酸性时：
负极：2H2－4e=4H+ 正极：Ｏ2＋4 e＋4H+ =2H2O
当电解质溶液呈碱性时：
负极： 2H2＋4OH－4e＝4H2O正极：Ｏ2＋2H2O＋4 e＝4OH
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。电极反应式为：
－－负极：CH4＋10OH＋8e＝7H2O；
正极：4H2O＋2O2＋8e-＝8OH-。
电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O
3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
四、废弃电池的处理：回收利用
五、金属的电化学腐蚀
（1）金属腐蚀内容：
（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子 失去 电子而被氧化的过程
（3）金属腐蚀的分类：
化学腐蚀— 金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀—这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
化学腐蚀与电化腐蚀的比较
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）
②电极反应：负极: Fe – 2e- = Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑
总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气
①条件：中性或弱酸性溶液
②电极反应： 负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-
总式：2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2
离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成 Fe(OH)3 ， Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2
O3·x H2O（铁锈主要成分）
规律总结：
金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲负极的正极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀
金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
（1）、牺牲阳极的阴极保护法
原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化
应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备
负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护
（2）、外加电流的阴极保护法
原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀 应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
[基础过关]
一、原电池工作原理的应用
1． 关于右图装置的叙述，正确的是( )
A．铜是负极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2
2． 如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中
电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是 ( )
A．外电路的电流方向为X→外电路→Y
B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y
3． 如图所示装置中，可观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由
此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是 (
)
4． 按下图装置实验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示( )
①c(Ag) ②c(NO3) ③a棒的质量 ④b棒的质量
⑤溶液的质量
A．①③ B．③④ C．①②④ D．②
二、原电池正极、负极的判断
5． 对于原电池的电极名称，叙述错误的是
( )
A．发生氧化反应的一极为负极
B．正极为电子流入的'一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流流出的一极为正极
6． 在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各
种叙述不正确的是 ( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
＋－
7． 如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，
已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是( )
A．Fe比Pb活泼，始终作负极
B．Fe在浓HNO3中钝化，始终不会溶解
C．电池停止工作时，烧杯中生成了Fe(NO3)3
D．利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想
三、电极反应式的书写
( )
A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e===Al3 －＋8． 原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e＋4OH=
==AlO2＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e===Cu2 －＋－－－
D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e===Cu2 －＋
9． 锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是 (
)
A．正极反应为Zn－2e===Zn2 －＋
B．电池反应为Zn＋Cu2===Zn2＋Cu ＋＋
C．在外电路中，电流从负极流向正极
D．盐桥中的K移向ZnSO4溶液
10．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种
锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是
( )
A．Li是正极，电极反应为Li－e===Li
B．Li是负极，电极反应为Li－e===Li
C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e===MnO2
D．Li是负极，电极反应为Li－2e===Li2 －＋－－－＋－＋＋
[能力提升]
11．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
(1)原电池的负极反应是
___________________________________________________，
正极反应是__________________________________________。
(2)电流的方向是______________________________________。
(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g 锌，有______个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。
1．在下图的8个装置中，属于原电池的是哪几个
3．在如图所示的铜锌原电池中：Zn为负极，Cu
为正极；负极上发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－=Zn2+，正极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e－=Cu；电子流出的极是Zn极，电子流入的极是Cu极；电流方向由Cu到Zn。盐桥中的盐溶液是KCl溶液，其作用为提供定向移动的阴、阳离子。盐桥中的Cl－会移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性。该原电池工作一段时间后，两电极的质量将会Zn极减小，Cu极增加。
3．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸，分别用导线两两连接可以组成原电池。A、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流方向为d→c；a、c相连时，c极产生大量气泡；b、d相连时，d极上发生氧化反应。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（） A abcd B acdb C cabd Dbdca
4．把a、b、c、d四块金属浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连，d上有气泡放出；a、c相连时a极减轻；b、d相连，b为正极。则四种金属的活动顺序为 () A a＞b＞c＞d B a＞c＞b＞d C a＞c＞d＞b D b＞d＞c＞a
5如图所示的原电池装置，X、Y为为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图，对此装置的下列说法正确的是 （）
A 外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B 若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn C 若两电极都是金属，则它们的活动性为X＞Y D X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
6关于如右图所示装置的叙述，正确的是 ()
A 铜是阳极，铜片上有气泡产生 B 铜片质量逐渐减少 C 电流从锌片经导线流向铜片 D 氢离子在铜片表面被还原 原电池电化学方程式的书写练习：
7．原电池反应 X—Y(电解质溶液) 或 X//电解质溶液//Y (1)不可逆电池
苏打电池：Zn—Cu(H2SO4)
Zn极(-) Zn–2e-==Zn2+(氧化反应)
Cu极(+) 2H++2e-==H2↑ (还原反应) 离子方程式 Zn+2H+==H2↑+Zn2+ 化学方程式 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铁碳电池：Fe—C(H2CO3)
Fe极(-) Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应)
C极 (+) 2H++2e-==H2↑ (还原反应) 离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+(析氢腐蚀) 铁碳电池：Fe—C(H2O、O2) Fe极(-)(反应)
C极 (+) (反应)
化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (腐蚀)
铝镍电池：Al—Ni(NaCl溶液、O2)
Al极(-) 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应)
Ni极(+)3O2+6H2O+12e-==12OH(还原反应)
化学方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池) 干电池：Zn—MnO2(NH4Cl糊状物) NH4Cl+H2O==NH3·H2O+HClZn极(-) Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应)
Cu极(+) 2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应) 化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑ (2)可逆电池
铅蓄电池：Pb—PbO2(浓硫酸)放电
Pb极(-) Pb+H2SO4–2e-==PbSO4+2H+ (氧化反应)
PbO2极 (+)PbO2+H2SO4+2H++2e-==PbSO4+2H2O (还原反应) 化学方程式 Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O Pb—PbO2(浓硫酸)充电
Pb极(-) PbSO4+2H+–2e-== Pb+H2SO4 (还原反应)
PbO2极 (+)PbSO4+2H2O+2e-==PbO2+H2SO4+2H+ (氧化反应) 化学方程式 2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4
(3)高能燃料电池：
氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨 做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1、 电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极： 正极： 总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O
2、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极：正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O 3、电解质是
NaCl
溶液（中性电解质）
负极： 正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O 说明1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、.水溶液中不能出现O2-