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第二节　化学能与电能 重难点一 原电池 1．原电池原理示意图 2．原电池正、负极的判断方法 (1)根据组成原电池的两极材料判断 一般是活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据电流方向或电子流动方向判断 电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。 (3)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断 在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 (4)根据原电池两极发生的变化来判断 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。 (5)根据现象判断 溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。 3．原电池原理的应用 (1)加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。 (2)比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性AB。 (3)设计原电池 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。例如，利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为： 负极(Cu)：Cu－2e－===Cu2＋(氧化反应) 正极(C)：2Ag＋＋2e－===2Ag(还原反应)原电池工作原理 例1　在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(　　) A．正极附近的SO浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出 解析　由锌片、铜片、稀H2SO4构成原电池，锌片为负极，Zn－2e－===Zn2＋；铜片为正极：2H＋＋2e－===H2↑，SO、OH－等阴离子向负极移动，外电路上，电子通过导线由锌片流向铜片。 答案　D 原电池原理的应用 例2　电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　) A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 解析　锌锰干电池工作原理：碳棒为正极，碱性电池时正极反应为2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－，酸性时为2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑，因此碳棒不参与反应，A错误；氢氧燃料电池是利用化学能转化为电能的装置，B错误；C正确，负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；太阳能电池的主要材料是高纯度的硅，D不正确。 答案　C 例3　(09·广东理基，34)下列有关电池的说法不正确的是(　　) A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极 解析　锂离子电池可以充电后，再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流为铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确。 答案　B 原电池正、负极的判定方案： (1)依据原电池两极的材料：较活泼的金属作负极，不活泼的金属或可导电的非金属(石墨)作正极。 (2)根据外电路电流方向或电子流向：电流由正极流向负极；电子则由负极流向原电池的正极。 (3)根据内电路离子的移动方向：阳离子移向原电池的正极，阴离子移向原电池的负极。 (4)根据原电池中的反应类型：正极：电子流入的一极，发生还原反应，现象是金属的析出或H2的放出等。负极：电子流出的一极，发生氧化反应，现象则是电极本身的消耗，质量减小。 电极反应式和原电池反应式的书写 1．电极反应式的书写 (1)根据原电池的装置书写 负极：①若负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况； 一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应可表示为M－ne－===Mn＋。 另一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液反应叠加在一起，如铅蓄电池的负极反应为Pb＋SO－2e－===PbSO4。②若负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写，如H2－O2(KOH溶液)电池的负极反应为H2＋2