2026高考化学一轮复习学案基础知识清单18原电池、化学电源教师版

章节:高考化学一轮复习 日期: 类别:学案 教材:全国通用

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1.原电池的概念和实质

(1)概念:将化学能转化为电能的装置。

(2)实质:利用能自发进行的氧化还原反应把化学能转化为电能。

2.原电池的工作原理

(1)电极反应:

负极:失去电子,发生氧化反应

正极:得到电子,发生还原反应

(2)电子移动方向:从负极流出沿导线流入正极,电子不能通过电解质溶液。

(3)离子移动方向:

①阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。

②如果有盐桥:盐桥中的阴离子移向负极区,阳离子移向正极区。

(4)盐桥的作用:

①离子通道,形成闭合回路。

②避免电极与电解质溶液直接反应,减少电流的衰减。

3.原电池的构成条件

①形成闭合回路;

②两个活性不同的电极,相对较活泼的金属作负极;

③电解质溶液或熔融电解质;

④自发的氧化还原反应(一般能对外界释放能量)。

【易错提醒】

(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。

(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。

(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。

4.原电池原理的应用

(1)设计制作化学电源

①用双线桥分析氧化还原反应的电子转移方向和数目;

②分别写出正、负极的电极反应式(半反应式);

③根据电极反应式确定半电池的电极材料和电解质溶液:

a.电极材料:一般活泼金属作负极,不活泼金属(或非金属导体)作正极;

b.电解质溶液:负极电解液一般是负极金属对应的阳离子的溶液;正极电解液一般是氧化剂对应的电解质溶液。

(2)比较金属的活动性强弱

一般来说,作负极的金属的活动性强于正极金属。

如:有两种金属a和b,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极,且金属活动性:a>b。

(3)加快化学反应速率

氧化还原反应形成原电池时,反应速率加快。在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液,CuSO4与锌发生置换反应生成Cu,从而形成Cu-Zn微小原电池,加快产生H2的速率。

(4)用于金属的防护:将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。


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