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1、原电池的工作原理及其应用,01,02,03,04,思维建模,典例剖析,反思归纳,人教版选修4 P71 图4-1 锌铜原电池装置,负极 Zn-2e- =Zn2+,正极 Cu2+2e- =Cu,电池反应 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4,氧化反应,还原反应,请点击观看,实验视频,e-,e-,Zn2+,Cu2+,K+,Cl-,桥,K+,Cl-,教材图解,一、教材 高考,2（溯源题）（2019上海化学，8）图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 。铜棒的质量c（Zn2）c（H）c（SO42-）,考查视角 原电池的工作原理高考启示 透彻地理解好教材
2、中原电池的工作原理并能灵活运用,不变 增加 减少 不变,二、典例剖析,3用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是()A 装置甲中的b金属是原电池的负极B装置乙中的c金属是原电池的阴极C装置丙中的d金属是原电池的正极D四种金属的活泼性顺序：dabc,转解析,D,试题备选,+,+,返回原题,解析甲中a溶解说明a是负极，活泼性ab，A错误；原电池用正极或负极命名电极，B错误，由乙中现象知活泼性bc；丙中d是负极，活泼性da，C错误；综上可知D正确。,（2019广东粤西四校联考）铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（）A一段时间后，铜棒上有红色物质析出B正极反应为：Z
3、n2e=Zn2C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,A,I,K+,解析显/隐,解析Cu为正极，电极反应为Cu22e=Cu，铜棒上有红色物质析出，A项正确，B项错误；在外电路中，电流从正极流向负极，C项错误；CuSO4溶液中c（Cu2）降低，故盐桥中的K移向CuSO4溶液，D项错误。,【试题备选】,三、反思归纳,正、负极的判断方法,四、思维建模,在设计原电池装置时，首先要书写出总氧化还原反应的离子方程式，确定原电池的正、负极，再把总反应的离子方程式拆写成氧化反应(负极反应)和还原反应(正极反应),原电池设计程序,化学电源,01,02,03,04,典例剖析,思维建模,人教
4、版选修4 P77 图4-6 氢氧燃料电池工作原理,负极 2H2-4e- = 4H+,正极 O2+4H+4e- =2H2O,总反应 2H2+O2= 2H2O,氧化反应,还原反应,请点击观看,动画：氢氧燃料电池构造示意图,酸性,e-,教材图解,一、教材 高考,3(溯源题)(2019课标全国，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16LixS8=8Li2Sx(2x8)。判断下列说法是否正确(1)电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4()(2)电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.1
5、4 g()(3)石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性()(4)电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多(),+,-,考题探源 源于RJ选修4 P76“二次电池”及其知识拓展考查视角 常见及新型电源的工作原理及电极反应高考启示 掌握好教材中化学电源的工作原理并能正确书写电极反应式,二、典例剖析,1铅蓄电池的工作原理为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，研读下图，下列判断正确的是()AK闭合时，d电极的电极反应式：PbSO42e=PbSO42-B当电路中通过0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时，中SO42-向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电
6、池，d电极为负极,B,试题备选,原电池,电解池,转解析,返回原题,解析根据图示，K闭合时，为原电池，a为正极，b为负极，为电解池，c为阴极，d为阳极。d为阳极，发生氧化反应：PbSO42e2H2O=PbO24HSO42-，A项错误；根据铅蓄电池的总反应知，电路中转移0.2 mol电子时，中消耗0.2 mol H2SO4，B项正确；K闭合时，中SO42-向阳极(d极)迁移，C项错误；K闭合一段时间后，c电极析出Pb，d电极析出PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，此时可以形成铅蓄电池，d电极作正极，D项错误。,H+,电流,(2019甘肃二诊)右图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量
7、侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是()A电流由O2所在的铂电极流出BO2所在的铂电极处发生还原反应C该电池的负极反应式为：CH3CH2OH3H2O12e=2CO212HD微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量,C,CH3CH2OH,e-,负极： CH3CH2OH 4e- H2O=CH3COOH4H+,正极：O2+ 4H+ +4e- = 2H2O,总反应： CH3CH2OHO2=CH3COOHH2O,转解析,【试题备选】,返回原题,三、思维建模,电极反应式书写的三个步骤,看环境配守恒,电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H+应让
8、其结合OH-生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等，并加以配平。,两式加验总式,列物质标得失,负极: 还原剂 ne = 氧化产物，正极：氧化剂 + ne = 还原产物,两电极反应式相加，与总反应式对照验证,真题演练部分真题解读,01,02,03,04,真题2,真题3,C,命题视角 新型化学电源的工作原理及电极反应式的正确书写备考指南 关注新型化学电源的构造并能用所学知识分析其工作原理,Li+,转解析,一、真题2,控制Li的个数，改变Mn的价态,返回原题,二、真题3,转解析,3(2019课标全国，11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示
9、。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O,A,返回原题,解析由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H通过，则正极反应为：O24e4H=2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为：C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。,盐桥
10、原电池,01,02,03,04,典例剖析,对比归纳,一、典例剖析,3控制适合的条件，将反应2Fe32I 2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极,试题备选,D,转解析,返回原题,解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成Fe2被还原，I失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项，在甲中溶入FeCl2固
11、体，平衡向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。,（2019浙江省高三六校联考）将反应IO3-5I6H 3I23H2O设计成如下图所示的原电池。开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流表指针发生偏转，一段时间后，电流表指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流表指针再次发生偏转。下列判断不正确的是（） A开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液变蓝C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D两次电流表指针偏转方向相反,B,可逆反应,加入少量浓H2SO4时，电极反应式：负极：10I10e=5I2正
12、极：2IO3-10e12H=I26H2O,两个烧杯都变蓝,转解析,【试题备选】,返回原题,解析加入少量浓H2SO4时，电极反应式：负极：10I10e=5I2正极：2IO3-10e12H=I26H2O加入几滴浓NaOH溶液时，电极反应式：负极：5I210e=10I正极：I210e12OH=2IO3-6H2OB项，根据电极反应可以看出，甲、乙烧杯中均有I2生成，所以甲、乙烧杯中溶液均变蓝。,二、对比归纳,新型化学电池,01,02,03,04,典例剖析,思维建模,一、典例剖析,2(2018保定模拟)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电
13、池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab电极发生氧化反应Ba电极的电极反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电流从a电极经过负载流向b电极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜,B,转解析,+,_,OH在b极生成移向a极,返回原题,解析燃料电池燃料(N2H4)在负极(a电极)发生氧化反应：N2H44OH4e=N24H2O，O2在正极发生还原反应：O24e2H2O=4OH，总反应为N2H4O2=N22H2O，A项错误，B项正确；放电时电流由正极流向负极，C项错误；OH在正极生成，移向负极，所以离子交换膜应让OH通过，故选用阴离子交换膜，
14、D项错误。,6酶生物电池通常以葡萄糖作为反应原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和辅酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如图所示。下列有关说法中正确的是()A该电池可以在高温条件下使用BH通过交换膜从b极区移向a极区C电极a是正极D电池负极的电极反应式为C6H12O6H2O2e=C6H12O72H,D,转解析,+,_,返回原题,解析酶的主要成分为蛋白质，在高温条件下变性，丧失催化作用，A项错误；由图示电子的移动方向可知a为电池的负极，发生氧化反应：C6H12O6H2O2e=C6H12O72H，b为电池的正极，发生还原反应：H2O22e2H=2H2O，H通过交换膜从a极移向b极，D项正确，B、C项错误。,二、思维建模,步骤一：负极失去电子发生氧化反应；正极上，溶液中阳离子(或氧化性强的离子)得到电子，发生还原反应，充电时则正好相反。步骤二：两电极转移电子数守恒，符合正极反应加负极反应等于电池反应的原则；步骤三：注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并。,电极反应式书写与判断的三个步骤,
