【課標(biāo)要求】　1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。
考點(diǎn)1　原電池的工作原理及應(yīng)用
1．概念：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．構(gòu)成條件(1)有兩個(gè)電極(大多數(shù)不同，也可能相同，如氫氧燃料電池等)；(2)有電解質(zhì)(電解質(zhì)通常是溶液，也可能是熔融狀態(tài)或固體電解質(zhì))；(3)有閉合回路(首尾連通，教學(xué)時(shí)展示各種閉合回路)；(4)有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
(2)鹽橋的組成和作用①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。②鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。[提醒]?、匐娊赓|(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。②無論在原電池中還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。
4．原電池原理的應(yīng)用(1)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性 的金屬，正極一般是活動(dòng)性較弱的金屬(或非金屬)。(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。(3)用于金屬的防護(hù)：將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的 而受到保護(hù)。(4)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。②根據(jù)原電池的工作原理，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)，選擇正、負(fù)電極材料以及電解質(zhì)溶液。
2．原電池正負(fù)極的判斷方法(1)由組成原電池的電極材料判斷。一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬為________極，活動(dòng)性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為________極。(2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷。電流由________極流向________極；電子由________極流向________極。(3)根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動(dòng)方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽(yáng)離子移向________極，陰離子移向________極。
(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的________極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其________極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。(5)根據(jù)現(xiàn)象判斷。一般情況下，溶解的一極為________極，增重或有氣體逸出的一極為________極。
解析：在裝置中電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明該裝置構(gòu)成了原電池，根據(jù)正負(fù)極的判斷方法，溶解的一極為負(fù)極，增重的一極為正極，所以M棒為正極，N棒為負(fù)極，且電解質(zhì)溶液能析出固體，則只有C項(xiàng)正確。
畫原電池裝置圖常見失分點(diǎn)失分點(diǎn)1.不注明電極材料名稱或元素符號(hào)。失分點(diǎn)2.不畫出電解質(zhì)溶液(或畫出但不標(biāo)注)。失分點(diǎn)3.誤把鹽橋畫成導(dǎo)線。失分點(diǎn)4.不能連成閉合回路。
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
8Li－8e－===8Li＋
3SOCl2＋8e－===2S＋SO2－3＋6Cl－
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
四步敲定高考新情景電池電極反應(yīng)式的書寫
近幾年高考中的新型電池種類繁多，“儲(chǔ)氫電池”“高鐵電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”等，這些新型電源常以選擇題的形式呈現(xiàn)。解答這類考題，首先要理解常見的化學(xué)電源種類及原電池的工作原理，其次會(huì)判斷正負(fù)電極或陰陽(yáng)極，以及會(huì)書寫電極反應(yīng)式等，其中，電極反應(yīng)式的書寫要求較高，難度較大。
4．一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6 ml·L－1的KOH溶液。
寫出放電時(shí)的正、負(fù)極電極反應(yīng)式：負(fù)極：_____________________________________________________________________________________________________________；正極：_________________________________________________________________________________________________________________。
5．以甲烷燃料電池為例來分析不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫。(1)酸性介質(zhì)(如H2SO4)負(fù)極：_____________________________________________________；正極：_____________________________________________________；總反應(yīng)式：_________________________________________________。(2)堿性介質(zhì)(如KOH)負(fù)極：_____________________________________________________；正極：______________________________________________________；總反應(yīng)式：__________________________________________________。
(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)負(fù)極：______________________________________________________；正極：_______________________________________________________；總反應(yīng)式：__________________________________________________。(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下負(fù)極：______________________________________________________；正極：______________________________________________________；總反應(yīng)式：___________________________________________________。
2．(2020·高考全國(guó)卷Ⅰ)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。
6．(2019·高考全國(guó)卷Ⅲ)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有____________________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1 ml電子，需消耗氧氣________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

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