原电池、化学电源

20原电池和化学电源一、考纲要求1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

二、原电池的工作原理1. 原电池的基本概念（1）概念：原电池就是将转变成的装置。

（2）本质：通过自发进行的氧化还原反应，使反应中电子转移而产生电流，反应中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，这便形成了带电粒子按一定方向流动的闭合回路。

（3）形成条件：① 活动性不同的两电极（连接）：较活泼的金属作为负极，发生氧化反应，电子流出；较不活泼的金属或能导电的非金属(如石墨等)做正极，发生还原反应，电子流入，电极本身不发生改变；② 电解质溶液（插入其中并与电极自发反应）；③ 电极形成闭合电路；④ 能自发的发生氧化还原反应（有明显电流时需要此条件）。

★【注意】① 不能形成“活泼金属一定做负极”的思维定势，原电池中判断电极时的利用的是两电极的相对活泼性；② 原电池中，电池材料可能与电解质发生反应，也可能与电解质不反应；③ 形成闭合回路的方式有很多，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触；④ 有的原电池产生的电流比较大，可以对外做功；而有的原电池电极上发生的反应很慢，产生的电流极其微弱，不能对外做功。

2. 原电池的反应原理（1）电极反应：负极：金属电子，化合价，发生。

正极：溶液中离子电子或氧气得电子（吸氧腐蚀），化合价，发生。

正负极共同反应为发生氧化还原反应。

（2）电荷流向：外电路——电子由沿流向，电流则由沿流向负极。

内电路——阳离子向电极的移动，阴离子向电极移动，从而实现电荷的移动。

（3）原电池的判定：先分析有无外接电源，有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：一看电极，两极为导体且活泼性不同；二看溶液，两极插入电解质溶液中；三看回路，形成闭合回路或两极接触。

2020-2021 年新高三化学一轮复习讲解《原电池与化学电源》【知识梳理】一、原电池负极正极2原理的应用一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

如在 Zn 与稀硫酸反应时 加入少量CuSO 4 溶液能使产生H 2 的反应速率加快两种金属分别作原电池的两极，一般作负极的金属比作正极的金属活泼使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。

如要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极设计制作化学电源，设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以，电解质溶液一般能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能 与负极发生反应(如空气中的氧气)例题1、下列说法正确的是。

①电池工作时，负极失去的电子均通过溶液转移到正极上 ②在原电池中失去电子的一极是阴极，发生的是还原反应③原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成④铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀⑤将铝片和镁片用导线连接后，插入盛有 NaOH 溶液，铝作负极 ⑥电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 ⑦原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应⑧锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有 6.5 g 锌溶解，正极上就有 0.1 g 氢气生成 ⑨原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动⑩锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加⑪盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子⑫原电池装置 中，电极Ⅰ上发生还原反应作原电池的负极[指点迷津]原电池基础知识的易错点：(1) 负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料本身并不参加反应。

(2) 忽视电极材料与电解质溶液的反应关系，容易误写电极反应式，如Al 负极，在酸性溶液中生成Al 3＋，在碱性溶液中生成 AlO －。

化学电源的类别
化学电源是一种将化学能转化为电能的装置。

根据其化学反应方式和电极材料的不同，化学电源可以分为多种类别。

一、原电池：原电池是指利用不可逆化学反应的化学电池，如干电池和锌碳电池等。

二、可充电电池：可充电电池是指可以通过外部电源进行反向充电的化学电池，如镍镉电池和镍氢电池等。

三、燃料电池：燃料电池是指通过氧化还原反应将燃料和氧气转化为电能的化学电池，如氢燃料电池和甲醇燃料电池等。

四、太阳能电池：太阳能电池是指通过半导体材料的光电作用将太阳光转化为电能的化学电池，如硅太阳能电池和染料敏化太阳能电池等。

五、生物燃料电池：生物燃料电池是指通过微生物催化将生物质能转化为电能的化学电池，如微生物燃料电池和葡萄糖燃料电池等。

化学电源具有高能量密度、长寿命、环保等优点，在现代生活和工业生产中得到广泛应用。

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《设计原电池化学电源》教学设计一、教材分析“化学能与电能”是高中化学必修课程中化学反应规律的内容，与元素化合物的知识相比，“化学能与电能”概念的建构过程具有丰富的化学学科核心素养的发展价值，是高中一年级全体学生都要重点学习的内容。

该内容可以安排2课时。

第1课时的教学重点是：理解氧化还原反应与原电池原理之间的关系，了解原电池的形成条件，分析简单原电池的工作原理；第2课时设计原电池与常见的化学电源。

新课标的内容要求：知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。

学业要求：能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。

因此，该节内容重点是要让学生体验作为不同角色的工作者，思考问题的不同角度，在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。

二、学情分析初中化学已经从燃烧的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，《化学能与电能》的第一课时学习了原电池的概念、原理、组成原电池的条件。

由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。

所以本课时设计：通过简单原电池装置的设计，增强学生的创新精神；然后了解生活中的各种化学电源的原理，电极材料，电子流向等，既增强了学生的分析、综合、应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。

三、素养目标【教学目标】1.会设计简单的原电池。

2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。

3.掌握构成电池的要素，了解不同电极材料对电池性能的影响。

【评价目标】1、科学探究：认识构成原电池的条件及其原理，判断原电池的正负极。

2、创新意识：利用原电池原理能设计原电池。

3、宏观辨识与微观探析：会分析物质化学变化中的能量变化与物质微观结构的关系。

四、教学重点、难点1．教学重点：简易原电池装置的设计2．教学难点：简易原电池装置的设计五、教学方法情境引入法、任务驱动法、实验探究法、归纳总结法、查阅资料法六、教学设计思路化学电源与学生的生活息息相关，通过换位思考，让学生担任不同的角色，导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电极材料，电子流向，电池的缺陷，既增强了学生的分析，综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。

高二化学电源原电池知识点化学电源是指通过化学反应产生电流的装置，也被称为电池。

电池是现代社会中广泛应用的电能源，广泛应用于手机、电脑、手表等电子设备中。

在高中化学学习中，电源原电池是一个重要的知识点，本文将介绍与高二化学电源原电池相关的几个知识点。

1. 原电池的定义与组成原电池是由两种不同金属通过电解质连接而成的电池。

由于两种金属的化学性质不同，金属中的自由电子在电解质的影响下产生移动，形成电流。

原电池由金属片和电解质构成，其中金属片又分为原电极正极和原电极负极。

2. 原电池的工作原理原电池工作时，正极金属发生氧化反应，负极金属发生还原反应。

正极金属的电子被氧化成离子，并释放出电子。

这些电子通过外部电路流向负极金属，与负极金属中的离子发生还原反应。

整个过程中，金属通过电解质的传导使电子流动，从而产生电流。

3. 原电池的电动势和方向原电池的电动势是指原电池正极和负极之间的电势差，通常用E表示。

电动势决定了原电池的产生电流的能力，单位是伏特(V)。

电动势的方向与电流方向相同，即电流从正极流向负极。

4. 原电池的浓差电池和金属电池原电池可以分为浓差电池和金属电池两种类型。

浓差电池是利用电解质浓度差异产生电动势的电池，常见的浓差电池有酸浓差电池和氧化还原浓差电池。

金属电池是利用金属之间的氧化还原反应产生电动势的电池，例如铜锌电池和锂离子电池。

5. 原电池的电化学符号表示法为了简化原电池的表示，人们采用了电化学符号表示法。

以锌铜电池为例，锌作为负极金属被表示为Zn，铜作为正极金属表示为Cu，二者之间的电解质用“||”表示。

锌铜电池的符号表示为Zn | | Cu。

这种表示法能够清晰地表达原电池的组成和连接方式。

6. 原电池的电化学实验在化学实验中，可以通过原电池进行一些实验，例如测量电动势、观察金属溶解和析出等现象。

通过电化学实验可以验证原电池的工作原理和电动势的大小，进一步加深对原电池的理解。

7. 原电池的应用原电池是一种常见的电源装置，在日常生活和工业生产中都有广泛应用。

知识清单18原电池化学电源知识点01原电池的工作原理及应用1．原电池的概念和实质(1)概念：将_______能转化为_______能的装置。

(2)实质：利用能______________的氧化还原反应把_______能转化为_______能。

2．原电池的工作原理(1)电极反应：负极：_______电子，发生_______反应正极：_______电子，发生_______反应(2)电子移动方向：从_______极流出沿导线流入_______极，电子_______通过电解质溶液。

(3)离子移动方向：①阴离子向_______极移动，阳离子向_______极移动。

②如果有盐桥：盐桥中的阴离子移向_______区，阳离子移向_______区。

(4)盐桥的作用：①离子通道，形成______________。

②避免_____________________直接反应，减少电流的衰减。

3．原电池的构成条件①形成______________；②两个_______不同的电极，相对较活泼的金属作_______极；③电解质溶液或熔融电解质；④_______的氧化还原反应（一般能对外界_______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______________作负极，______________（或_________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_________的溶液；正极电解液一般是氧化剂对应的电解质溶液。

2017高三化学一轮复习原电池化学电源在高三化学的学习中，原电池和化学电源是非常重要的知识点。

一轮复习时，我们要对这部分内容进行全面、深入的梳理和巩固，为后续的学习打下坚实的基础。

一、原电池的基本原理原电池是将化学能转化为电能的装置。

其工作原理基于氧化还原反应，在两个不同的电极上分别发生氧化反应和还原反应，从而形成电子的定向移动，产生电流。

以铜锌原电池为例，锌片作为负极，发生氧化反应：Zn 2e⁻＝Zn²⁺；铜片作为正极，发生还原反应：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu。

电子由负极（锌片）通过外电路流向正极（铜片），溶液中的离子则在电池内部进行定向移动，形成闭合回路。

理解原电池的工作原理，关键在于把握以下几点：1、电极的判断：通常较活泼的金属作为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属作为正极。

但也有特殊情况，比如镁、铝在氢氧化钠溶液中构成原电池时，铝是负极。

2、电子和离子的移动方向：电子从负极流出，经外电路流向正极；溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

3、电极反应式的书写：要根据所给的电解质溶液和电极材料，准确判断氧化还原反应，并正确书写电极反应式。

二、原电池的构成条件要形成一个原电池，需要满足以下几个条件：1、有两种不同的活动性不同的电极材料，其中一种能够与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。

2、电极要插入电解质溶液中。

3、要形成闭合回路，包括外电路和内电路。

4、能自发进行的氧化还原反应。

这四个条件缺一不可。

只有同时满足这些条件，原电池才能正常工作，实现化学能向电能的转化。

三、常见的原电池类型1、锌锰干电池锌锰干电池是最常见的一次电池。

分为酸性和碱性两种。

酸性锌锰干电池中，负极是锌筒，正极是石墨棒，电解质溶液是氯化铵和氯化锌的混合溶液。

碱性锌锰干电池中，负极是锌粉，正极是二氧化锰，电解质是氢氧化钾溶液。

2、铅蓄电池铅蓄电池是一种二次电池，可以反复充电和放电。

放电时，负极是铅，电极反应为：Pb ＋ SO₄²⁻ 2e⁻＝ PbSO₄；正极是二氧化铅，电极反应为：PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻＋ 2e⁻＝PbSO₄＋ 2H₂O。

课时28原电池、化学电源（含燃料电池）知识点一原电池的工作原理及应用【考必备·清单】1．原电池(1)概念：原电池是把化学能转化为电能的装置。

(2)构成条件电极两极为导体，且存在活动性差异溶液两极插入电解质溶液中回路形成闭合回路或两极直接接触本质看能否自发地发生氧化还原反应(3)工作原理(以锌、铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu 电极质量变化减小增大反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极a.连接内电路形成闭合回路。

盐桥作用b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流。

(4)负极与正极①负极：发生氧化反应或电子流出的电极。

②正极：发生还原反应或电子流入的电极。

(5)两个移动方向①电子定向移动方向和电流方向a．电子从负极流出经外电路流入正极；b．电流从正极流出经外电路流入负极；故电子定向移动方向与电流方向正好相反。

②离子移动方向阴离子向负极移动(如SO2－4)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。

[名师点拨]①自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可以是电极与溶解的O2等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。

②无论是原电池还是电解池，电子均不能通过电解质溶液。

③双液铜、锌原电池(带盐桥)比单液原电池的最大优点是Zn与氧化剂(Cu2＋)不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，放电时间长。

2．原电池原理的四大应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液置换出的Cu能与Zn形成原电池使产生H2的反应速率加快。

(2)比较金属活动性强弱如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A＞B。

高考总复习原电池和化学电源【考点梳理】考点一、原电池的概念1．能量的转化原电池：将化学能转变为电能的装置。

电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。

2．工作原理设计一种装置，使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能，即将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使电子转移经过导线，在一定条件下形成电流。

电子从负极（较活泼金属）流向正极（较不活泼金属或碳棒），负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

电极电极材料反应类型电子流动方向负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子以下是锌铜原电池装置示意图：3．原电池的组成条件(1)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。

原电池中两极活泼性相差越大，电池电动势就越高。

(2)电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。

(3)导线将两电极连接，形成闭合回路。

（4）有能自发进行的氧化还原反应。

4．原电池的判断方法（1）先分析有无外接电池，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池。

（2）多池相连，但无外电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。

5判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中离子定阴离子移向的负极阳离子移向的正极向移动方向发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极6在原电池构成的闭合电路中，有带电粒子的定向移动。

在外电路上电子从负极经导线上流入正极；在内电路上即在电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极。

具体情况见图：考点二、原电池原理的应用1．加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。

2．比较金属活动性强弱例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。