原电池知识点总结

（知识点总结及习题）原电池的知识梳理1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。2、原电池的构成条件：活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。韵语记忆：一强一弱两块板，两极必用导线连，同时插入电解液，活动导体溶里边。3、只有氧化复原反响才有电子的得失，只有氧化复原反响才可能被设计成原电池复分解反响永远不可能被设计成原电池。4、氧化复原反响中复原剂的氧化反响和氧化剂的复原反响同时发生，一个氧化复原反响被设计成原电池后，氧化反响和复原反响被分别设计在负极和正极发生，两极反响式叠加后应该与氧化复原反响式吻合，要求书写电极反响式时，负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。5、无论什么样电极材料、电解质溶液或熔融态的电解质构成原电池，只要是原电池永远遵守电极的规定：电子流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。6、在化学反响中，失去电子的反响电子流出的反响是氧化反响，得到电子的反响电子流入的反响是复原反响，所以在原电池中：负极永远发生氧化反响，正极永远发生复原反响。7、原电池作为一种化学电源，当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。1在外电路： 电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。 电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。2在内电路： 电解质溶液中的阳离子向正极移动，因为：正极是电子流入的电极，正极聚集了大量的电子，而电子带负电，吸引阳离子向正极移动。 电解质溶液中的阴离子向负极移动，因为：负极溶解失去电子变成阳离子，阳离子大量聚集在负极，吸引阴离子向负极移动。硝酸做电解质溶液时，在H+帮助下，NO3-向正极移动得电子放出NO?或NO8、原电池的根本类型：1只有一个电极参与反响的类型：负极溶解，质量减小；正极本身不参与反响，但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。2两个电极都参与反响的类型：例如：充电电池类的：蓄电池、锂电池、银锌电池等。3两个电极都不参与反响的类型：两极材料都是惰性电极，电极本身不参与反响，而是由引入到两极的物质发生反响，如：燃料电池，燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。9、电解质溶液的作用：运载电荷或参与电极反响产生沉淀、放出气体、改变微粒的存在形式。10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存，二者将发生反响使得各自的离子浓度减少，并可能伴有沉淀或气体的产生。11、在特定的电解质溶液的条件下：能单独反响的金属做负极，不能单独反响的金属做正极。例1：两极材料分别是铜片和铝片，电解质溶液是浓硝酸，虽然金属活动性铝比铜活泼，但是由于铝与浓硝酸发生钝化，不再继续反响，而铜与浓硝酸发生氧化反响，在电池中，铜作原电池的负极，铝作原电池的正极。例2：两极材料分别是镁片和铝片，电解质溶液是氢氧化钠溶液，虽然金属活动性镁比铝活泼，但是由于铝与氢氧化钠溶液发生氧化反响产生氢气，而镁与氢氧化钠溶液不反响，在电池中，铝作原电池的负极，镁作原电池的正极。12、在非氧化性酸的酸性条件下或中性条件下，金属活动性强的金属做负极。二、应该比照掌握11种原电池原电池电极反响式的书写格式：电极名称电极材料：氧化复原反响的半反响氧化复原类型1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池伏打电池电极材料：铜片和锌片，电解质溶液：稀硫酸1氧化复原反响的离子方程式：Zn+2H+=Zn2+H2f2电极反响式及其意义正极Cu：2H+2e-=H2TC复原反响；负极Zn：Zn-2e-=Zn2+氧化反响。意义：在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小6.5克。3微粒移动方向：在外电路：电流由铜片经用电器流向锌片，电子由锌片经用电器流向铜片。在内电路：运载电荷向锌片移动，H+参与电极反响向铜片移动的电子放出氢气。2、铜锌强碱溶液的原电池电极材料：铜片和锌片，电解质溶液：氢氧化钠溶液f2H+21氧化复原反响的离子方程式：Zn+2OH-=ZnO2电极反响式及其意义正极Cu：2H+2e-=H2f复原反响；修正为：2HQ+2e-=H2f+20H-负极Zn：Zn-2e-=Zn2+氧化反响；修正为：Zn+40H-2e-=ZnO意义：在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小6.5克。3微粒移动方向： 在外电路：电流由铜片经用电器流向锌片，电子由锌片经用电器流向铜片。 在内电路：OH-参与溶液反响向锌片移动遇到Zn2+发生反响产生移动。+2H2O2Ozn,Na+运载电荷向正极3、铝铜非氧化性强酸溶液的原电池电极材料：铜和铝；电解质溶液：稀硫酸。1氧化复原反响的离子方程式：2A1+6H+=2AI3+3H2f2电极反响式及其意义正极Cu：6H+6e-=3H2f复原反响；负极Al：2AI-6e-=2AI3+氧化反响意义：在标准状况下，正极每析出6.72升氢气，负极质量就减小5.4克。3微粒移动方向：在外电路：电流由铜片经用电器流向铝片，电子由铝片经用电器流向铜片。在内电路：SO24运载电荷向铝片移动，H+参与电极反响向铜片移动得电子放出氢气。4、铜铝强碱溶液的原电池电极材料：铜片和铝片，电解质溶液：氢氧化钠溶液1氧化复原反响的离子方程式：2AI+20H-+2H2O=2AIO2+3H2f2电极反响式及其意义正极Cu：6H+6e-=3H2f复原反响;修正为：6H2O+6e-=3H2f+60H- 负极Al：2AI-6e-=2AI3+氧化反响；修正为：2AI+80H-6e-=2AIO2+4H2O意义：在标准状况下，正极每析出6.72升氢气，负极质量就减小5.4克。3微粒移动方向： 在外电路：电流由铜片经用电器流向铝片，电子由铝片经用电器流向铜片。 在内电路：OH-参与溶液反响向铝片移动遇到AI3+发生反响产生AIO2，Na+运载电荷向正极移动。5、铝铜电池浓硝酸原电池电极材料：铜片和铝片，电解质溶液：浓硝酸1氧化复原反响的离子方程式：Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2f+2H2O2电极反响式及其意义正极AI：4H+2NO3-+2e-=2NO2f+2H2O复原反响; 负极Cu：Cu-2e-=Cu2+氧化反响；意义：在标准状况下，正极每析出4.48升NO2,负极质量就减小6.4克。3微粒移动方向： 在外电路：电流由铝片经用电器流向铜片，电子由铜片经用电器流向铝片。 在内电路：H+参与电极反响向铝片移动与NO3-集合，NO3参与电极反响得电子产生NO2。6、镁铝非氧化性强酸溶液的原电池电极材料：镁和铝；电解质溶液：稀硫酸。1氧化复原反响的离子方程式：Mg+2H+=Mg2+H2f2电极反响式及其意义正极AI：2H+2e-=H2f复原反响；负极Mg：Mg-2e-=Mg2+氧化反响。意义：在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小2.4克。3微粒移动方向： 在外电路：电流由铝片经用电器流向镁片，电子由镁片经用电器流向铝片。 在内电路：SO24运载电荷向铝片移动，H+参与电极反响向镁片移动得电子放出氢气。7、镁铝强碱溶液的原电池电极材料：镁片和铝片，电解质溶液：氢氧化钠溶液1氧化复原反响的离子方程式：2AI+2OH-+2H2O=2AIO2+3H2f2电极反响式及其意义正极Mg：6H+6e-=3H2f复原反响；修正为：6H2O+6e-=3H2f+6OH- 负极AI：2AI-6e-=2AI3+氧化反响；修正为：2AI+8OH-6e-=2AIO2+4H2O意义：在标准状况下，正极每析出6.72升氢气，负极质量就减小5.4克。3微粒移动方向：在外电路：电流由镁片经用电器流向铝片，电子由铝片经用电器流向镁片。在内电路：OH-参与溶液反响向铝片移动遇到Al3+发生反响产生AIO2,Na+运载电荷向正极移动。8、氢气和氧气细菌燃料电池电解质溶液是磷酸1氧化复原反响的化学方程式：2H2+O2=2H2O2电极反响式及其意义正极惰性材料：O2+4e-=2O2-复原反响；修正为：02+4H+4e-=2H2O 负极惰性材料：2H2-4e-=4H+氧化反响；意义：在标准状况下，正极每消耗3.2升氧气，负极同时消耗0.4克氢气，电解质溶液增加3.6克水。9、氢气和氧气燃料电池电解质溶液是氢氧化钾溶液1氧化复原反响的化学方程式：2H2+O2=2H2O2电极反响式及其意义正极惰性材料：O2+4e-=2O2-复原反响；修正为：O2+2H2O+4e-=4OH- 负极惰性材料：2H2-4e-=4H+氧化反响；修正为：2H2+4OH-4e-=4H2O意义：在标准状况下，正极每消耗3.2升氧气，负极同时消耗0.4克氢气，电解质溶液增加3.6克水10、甲烷和氧气燃料电池电解质溶液是氢氧化钾溶液1氧化复原反响的化学方程式：CH4+2O2=CO2+2H2O。在强碱性条件下修正为：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O；CH4+2O2+2OH-=CO23+3H2O2电极反响式及其意义正极惰性材料：2O2+8e-=4O2-复原反响；在强碱性条件下修正为：2O2+4H2O+8e-=8OH- 负极惰性材料：CH4-8e-tCO2氧化反响；修正为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O意义：在标准状况下，正极每消耗4.48升氧气，负极同时消耗2.24升甲烷。11、丙烷和氧气燃料电池电解质溶液是氢氧化钾溶液1氧化复原反响的化学方程式：C3H8+5O2=3CO2+4H2O。在强碱性条件下修正离子方程式为：C3H8+5O2+6OH-=3CO32+7H2O2电极反响式及其意义正极惰性材料：5O2+2Oe-=1OO2-复原反响；在强碱性条件下修正为：5O2+IOH2O+20e-=20OH- 负极惰性材料：C3H8-20e-t3CO2氧化反响；修正为：C3H8-200+26OH-=3CO2+17H2O意义：在标准状况下，正极每消耗11.2升氧气，负极同时消耗2.24升丙烷。强调八点： 书写电极反响式要注意酸碱性环境对产物存在形式的影响。 在酸性环境中，氢元素的存在形式有：H+、H2O、H2三种形式，不会出现OH-形式。 在碱性环境中，氢元素的存在形式为：OH-、H2O、H2三种形式，不会出现H+形式。 在酸性环境中，氧元素的存在形式有：H2O种形式，不会出现OH-、O2-两种形式。 在碱性环境中，氧元素的存在形式为：OH-、H2O两种形式，不会出现O2-形式。 检验电极反响式的三个标准：正负极得失电子数相等，原子个数守恒，微粒存在形式符合酸碱环境。 在正负极得失电子数一样的情况下，两个电极反响式叠加，会得到总反响式。 用总反响式减去任何一个电极反响式会得到另一个电极反响式。三、2007年高考原电池局部试题及其详细解答1、(2007年高考XX理基)钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反响为：2Fe+2H2O+02=2Fe2+4OH。以下说法正确的选项是丨负极发生的反响为：Fe2e=Fe2+(A) 正极发生的反响为：2H2O+02+2e=4OH原电池是将电能转变为化学能的装置(B) 钢柱在水下局部比在空气与水交界处更容易腐蚀2、(2007年高考XX化学卷)科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反响为(A) H2+2OH=2H2O+2e(B)O2+4H+4e=2H2O(C)H2=2H+2e(D)O2+2出0+4e=4OH3、(2007年高考XX化学卷)为了防止青铜器生成铜绿，以下方法正确的选项是(A)将青铜器放在银质托盘上(B)将青铜器保存在枯燥的环境中(C)将青铜器保存在潮湿的空气中(D)在青铜器的外表覆盖一层防渗的高分子膜4、(2007年高考全国理综卷II)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，以下表达正确的选项是(A)正极附近的SO离子浓度逐渐增大(B)电子通过导线由铜片流向锌片(C)正极有O2逸出(D)铜片上有H2逸出5、(2007年高考理综XX卷，6分)XX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(LiCoOM，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,-充电以LiC6表示。电池反响为LiCoO2+C=C0O2+LiCe,以下说法正确的选项是()放电充电时，电池的负极反响为LiC6e=Li+C6(A) 放电时，电池的正极反响为C0O2+Li+e=LiCoO2羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质(B) 锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低6、(2007年高考XX化学卷)(9分)依据氧化复原反响：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图。电解质溶液电解质溶液Y请答复以下问题：(1) 电极X的材料是；电解质溶液Y是；银电极为电池的极，发生的电极反响为；X电极上发生的电极反响为；外电路中的电子是从电极流向电极。7、(2007年高考理综XX卷)(14分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反响：；银片上发生的电极反响：。(2)假设该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后，取出锌片和银片洗净枯燥后称重，总质量为47g,试计算： 产生氢气的体积(标准状况)；通过导线的电量。(Na=6.02x1/mol，电子电荷为1.60x1019C)1、答案A。解析：金属的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀,析氢腐蚀主要发生在酸性环境中,而大多数环境是中性环境,金属的大多数腐蚀是吸氧腐蚀。钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的是吸氧腐蚀,负极材料是铁，正极材料是碳，其原电池反响为：2Fe+2出0+O2=2Fe2+4OH一，继续发生的反响为4Fe(OH)2+02+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O33H2O铁锈成分。(A)负极发生的反响为：Fe2e_=Fe2+,(B)正极发生的反响为：2H2O+O2+4e=4OH;(C)原电池是将化学能转变为电能的装置；(D)钢柱在水下局部比在空气与水交界处不易腐蚀,因为水下氧气少。2、答案C。解析：这种新型细菌燃料电池，燃料是氢气，电解质溶液是磷酸，氢气失电子氧化后以H+形式存在，氧气的电子复原后，以H2O形式存在；电池负极反响为：2H2-4e=4H卡；电池正极反响为：O2+4H+4e=2H2O03、答案BD。解析：青铜器分为两种：锡青铜和铅青铜,锡和铅的金属活泼性都比铜强；形成原电池腐蚀时,铜被保护起来,被腐蚀的是锡或铅0为了防止产生铜绿,应该防止青铜器与那些金属活泼性不如铜的金属接触,以防止在形成原电池时因为铜比拟活泼而成为电池的负极被腐蚀,将青铜器放在银质托盘上或在潮湿的空气中会产生铜绿。青铜器保存在潮湿的空气中，铜会发生化学腐蚀：2CU+O2+CO2+H2O=CU2(OH)2CO3,为了防止青铜器生成铜绿,将青铜器保存在枯燥的环境中或在青铜器的外表覆盖一层防渗的高分子膜04、答案D0解析：在该原电池中，锌比铜活泼，锌与稀硫酸反响：Zn+2H+=Zn2+H2f,锌失去电子变成锌离子，电子由锌片经导线流向铜片，铜片聚集大量的电子，吸引溶液中的阳离子Zn2+、H+向铜片移动，H+的氧化性比Zn2+强，H+优先得电子变成H原子，H原子再变成H20电子流出的一极规定为电池的负极，所以锌片为负极；电子流入的一极为正极,所以铜片为正极0锌失去电子变成锌离子,在负极源源不断的产生阳离子Zn2+，阳离子吸引阴离子向电源的负极移动，负极附近的SO离子浓度逐渐增大。5、答案B0解析：分析原电池反响：CoO2+LiC6解析：分析原电池反响：CoO2+LiC6放电LiCoO2+C6；电池负极反响：C6-e-=C6，推导电池的正极充电反响式为：COO2+Li+=LiCoO2;分析电解池反响：LiCoO2+C6COO2+LiCe,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，说明整个反响中钴元素和氧元素的化合价都没有发生变化，电解池的阳极发生氧化反响：LiCoO2-e-=CoO2+Li十，电解池的阴极发生复原反响：C6+e-=C6;醇类不是电解质，不可以做锂电池的电解质；锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)高，否那么不可能作为新型电池推广。6、答案1铜(或Cu);AgNO3溶液。2正，Ag*+e=Ag;Cu2e=Cu?卡。3负(Cu);正(Ag)。解析：将氧化复原反响拆成两个半反响：一个是在负极发生的氧化反响，一个是在正极发生的复原反响；在氧化复原反响：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag中，氧化反响为：Cu(s)-2e=Cu2+(aq);复原反响为：2Ag+(aq)+2e-=2Ag;铜片失去电子被氧化，而失去电子即流出电子的一极为负极，所以铜片为负极，发生的反响为：Cu(s)-2e-=Cu2+(aq);电极X的材料是铜，电解质溶液是可溶性的银盐，可熔性的银盐只有硝酸银溶液；电子流入的一极为正极，银电极为电池的正极，发生的反响为：Ag+e=Ag，外电路中的电子是从X铜片、负极电极流向Ag正极电极。7、答案(1)Zn2e=Zn2+;2H+2e=H2T0(2)锌片与银片减轻，是因与酸反响:Zn+2H+=Zn2+Hzf转移2e65g60g47g22.4L=V(H2)231192mol6.021023mol11.6010CQ得V(H2)=4.5L;Q=3.8X1c。练习：1. 可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCI溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。以下说法正确的选项是A. 以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反响都为：O2+2H2O+4e-=4OH-以NaOH溶液为电解液时，负极反响为：AI+3OH-3e-=AIOH3JB. 以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极2. 钢铁生锈过程发生如下反响：2F2+S2O=2FeOH2；4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH3;2FeOH3=Fe2O3+3H2O。以下说法正确的选项是A. 反响、中电子转移数目相等B.反响中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀3以下有关电池的说法不正确的选项是A. 手机上用的锂离子电池属于二次电池铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极B. 甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中，锌电极是负极4茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中铝合金是阳极铝合金是负极海水是电解液铝合金电极发生复原反响A. B.C.D.镍镉Ni-Cd丨可充电电池在现代生活中有广泛应用。某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进展：Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的选项是充电时阳极反响：Ni(OH)2e-+OH-=NiOOH+H2OA. 充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH-向正极移动5. 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表达正确的选项是在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反响为：Ag+e=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反响与该原电池反响一样B.C.D.6. 在碱性锌锰干电池中，氢氧化钾为电解质，发生的电池总反响为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2以下该电池的电极反响正确的选项是A.负极反响为Zn-2e=Zn2+B.负极反响为Zn+2H2O-2e=Zn(OH)2+H+正极反响为2MnO2+2H+2e=2MnOOHD.正极反响为2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH&关于铅蓄电池的说法正确的选项是：A. 在放电时，正极发生的反响是Pb(S)+SO42-(aq)=PbSO4(s)+2e-在放电时，该电池的负极材料是铅板C.在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小B. 在充电时，阳极发生的反响是PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，以下表达正确的选项是()A.正极附近的S&离子浓度逐渐增大B电子通过导线由铜片流向锌片正极有02逸出D.铜片上有H2逸出9. 我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反响产生电流。电池总反响为：4AI+3O2+6H2O=4AI(OH)3,以下说法不正确的选项是A.正极反响式为：O2+2H2O+4e-=4OH-B电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C.以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积该电池通常只需更换铝板就可继续使用10. 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。高铁电池的总反响为：3Zn+2K2FeO4+8H2O-3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH以下表达不正确的选项是A. 放电时负极反响为：Zn2e+2OH=Zn(OH)2充电时阳极反响为：Fe(OH)33e+5OH=FeO42+4HQB. 放电时每转移3moL电子，正极有1mol&FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强一种新型燃料电池，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-。以下对该燃料电池说法正确的选项是在熔融电解质中，O2-由负极移向正极A. 电池的总反响是：2C4H10+13O2t8CO2+10H2O通入空气的一极是正极，电极反响为：O2+4e-=2O2-B. 通入丁烷的一极是正极，电极反响为：C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O