专题10 原电池 化学电源 （知识串讲+专题过关）-2022-2023学年高二化学上学期期中期末考点大串讲（人教版2019选择性必修1）（原卷版）

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专题 10 原电池 化学电源
【知识梳理】
【归纳总结】
一、原电池的工作原理及应用
1．原电池的概念及构成条件
(1)定义：将化学能转化为电能的装置。
(2)原电池的形成条件
① 能自发进行的氧化还原反应。
② 两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。
③ 形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或
熔融电解质中。
2．工作原理(以锌铜原电池为例)
(1)装置变迁
(2)电极反应
负极：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应。
正极：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应。
总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。
(3)盐桥的组成和作用
① 盐桥中装有含 KCl 饱和溶液的琼胶。
② 盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。
③ 盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。
3．原电池的应用
(1)设计制作化学电源
(2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或
能导电的非金属)。
(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。
(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。
二　常见化学电源及工作原理
1．分类
2．工作原理
电池 电极反应
碱性锌
锰电池
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2；
负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－
铅酸蓄
电池
总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O；
负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4；
正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O
氢氧燃
料电池
酸性
总反应：2H2＋O2===2H2O
负极：2H2－4e－===4H＋；
正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O
碱性
总反应：2H2＋O2===2H2O
负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
3.二次电池的充放电
(1)可充电电池原理示意图
充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作：“正接正，负接负”。
(2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、放电不是可逆
反应。
(3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负 (正)极
反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
例：Fe＋Ni2O3＋3H2OFe(OH)2＋2Ni(OH)2，放电时负极的电极反应式为 Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2。
则充电时阴极的电极反应式为 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。
【方法探究】
一、判断电极的方法
(1)通过反应类型判断
①失去电子的电极为负极，发生氧化反应；
②得到电子的电极为正极，发生还原反应。
(2)通过电子定向移动方向和电流方向判断
①电子流出的电极为负极，电子经外电路流入正极；
②电流流出的电极为正极，电流经外电路流入负极。
(3)根据离子移动方向判断
阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
(4)根据电极现象判断
一般不断溶解、质量减轻的电极为负极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极为正极。
二、电极反应式的书写方法
方法一　直接书写
方法二　间接书写
第一步，写出电池总反应式。
第二步，写出电极的正极反应式。
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