考点1 原电池的工作原理
1．原电池的基本概念
（1）原电池：把化学能转化为电能的装置。
（2）原电池的电极
负极：电子流出——活动性较强——发生氧化反应；
正极：电子流入——活动性较弱——发生还原反应。
（3）原电池的构成条件
①能自发发生氧化还原反应。
②具有活动性不同的两个电极(金属和金属或金属和非金属)。
③形成闭合回路或在溶液中相互接触。
2．原电池的工作原理 (以Zn Cu原电池为例]
单液原电池 双液原电池
装置图
电极与电极反应 负极(锌片) Zn 2e Zn2+ (氧化反应) 正极(铜片) Cu2++2e Cu (还原反应)
电子流向 由锌片沿导线流向铜片
离子迁移方向 阴离子向负极迁移；阳离子向正极迁移
电池反应方程式 Zn+Cu2+Cu+Zn2+
两类装置 的不同点 还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 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，持续时间长
（1）一般条件下，较活泼的金属材料作负极，失去电子，电子经外电路流向正极，再通过溶液中的离子形成的内电路构成环路。
①在原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不反应；不发生反应的可看作金属发生吸氧腐蚀，如图所示。
②闭合回路的形成也有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触，如图所示。
（2）在原电池中，电流流动方向与电子流动方向相反。
（3）原电池的判定：一看有无外接电源，若有外接电源则为电解池，若无外接电源则可能为原电池；二看电极是否用导线相连并与电解质溶液形成闭合电路；三看电极与电解质溶液是否能发生自发的氧化还原反应。
3．原电池电极反应式的书写
（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键。
如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。判断正负极的方法不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：
负极：Cu 2e Cu2+
正极：2+ 4H+ + 2e 2H2O + 2NO2↑
再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为：
负极：2Al + 8OH 6e 2+ 2H2O
正极：6H2O+6e 6OH +3H2↑
（2）要注意电解质溶液的酸碱性。
在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH ，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以离子形式存在，而不是放出CO2气体。
（3）要考虑电子的转移数目。
在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。
（4）要利用总的反应方程式。
从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。
注意：介质对电极反应式书写的影响
①中性溶液反应物若是H+得电子或OH 失电子，则H+或OH 均来自于水的电离。
②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH 。
③碱性溶液反应物或生成物中均没有H+。
④水溶液中不能出现O2 。
判断原电池正、负极的五种方法
注意：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。
1． 某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线等在玻璃片制成如图所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是
A．铜片上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu
B．外电路中电子由铜片经导线流向锌片
C．电池工作时电能直接转化为化学能
D．该电池工作时，若有13克锌被溶解，则铜片上产生标况下4.48 L H2
【答案】D
【解析】A项，在该装置图中，Zn、Cu及电解质溶液构成原电池。由于金属活动性：Zn>Cu，所以Zn为负极，失去电子，Cu为正极，在正极上溶液中的H＋得到电子，生成H2，错误；B项，外电路中电子由负极Zn片经导线流向Cu片，错误；C项，电池工作时，将化学能转化为电能，错误；D项，该电池工作时，若有13克锌被溶解，n(Zn)＝m÷M＝13 g÷65 g/mol＝0.2 mol，则由于在整个闭合回路中电子转移数目相等，所以铜片上产生标况下V(H2)＝nVm＝0.2 mol ×22.4 L/mol＝4.48 L，正确。
2．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e 6OH +3H2↑
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe 3e Fe3+
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e H2↑
3．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意图如图。下列说法不正确的是( )
A．Zn电极发生氧化反应
B．Ag2O电极是电源的正极
C．电池工作时，电子从Zn电极经导线流向Ag2O电极，再由Ag2O电极经电解质溶液流向Zn电极
D．Zn电极上发生的反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
答案 C
解析 电池工作时，负极Zn失去电子，电子经导线流向正极，Ag2O得到电子转化为Ag，电子不会进入电解质溶液，C项错误。
4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
答案 B
解析 ②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错误；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
5. 如图所示为锌铜原电池。下列叙述中，正确的是
A．盐桥的作用是传导离子
B．外电路电子由铜片流向锌片
C．锌片上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn
D．外电路中有0.2 mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g
【答案】A
【解析】“双液”原电池中，盐桥连接左、右两个烧杯中的溶液，传导离子，起到导电作用，A正确。锌的活泼性强于铜，则锌片是负极，铜片是正极；在外电路中，电子由负极流向正极，则电子由锌片流向铜片，B错误。锌片是负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C错误。铜片是正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，电路中通过0.2 mol电子时，铜片上析出0.1 mol Cu，其质量为0.1 mol×64 g·mol－1＝6.4 g，D错误。
6．控制适合的条件，将反应Fe3++AgFe2++Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂—硝酸钾溶液；灵敏电流计的0刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是
A．盐桥中的K+移向乙烧杯
B．一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转
C．在外电路中，电子从石墨电极流向银电极
D．电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转考点1 原电池的工作原理
1．原电池的基本概念
（1）原电池：把化学能转化为电能的装置。
（2）原电池的电极
负极：电子流出——活动性较强——发生氧化反应；
正极：电子流入——活动性较弱——发生还原反应。
（3）原电池的构成条件
①能自发发生氧化还原反应。
②具有活动性不同的两个电极(金属和金属或金属和非金属)。
③形成闭合回路或在溶液中相互接触。
2．原电池的工作原理 (以Zn Cu原电池为例]
单液原电池 双液原电池
装置图
电极与电极反应 负极(锌片) Zn 2e Zn2+ (氧化反应) 正极(铜片) Cu2++2e Cu (还原反应)
电子流向 由锌片沿导线流向铜片
离子迁移方向 阴离子向负极迁移；阳离子向正极迁移
电池反应方程式 Zn+Cu2+Cu+Zn2+
两类装置 的不同点 还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 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，持续时间长
（1）一般条件下，较活泼的金属材料作负极，失去电子，电子经外电路流向正极，再通过溶液中的离子形成的内电路构成环路。
①在原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不反应；不发生反应的可看作金属发生吸氧腐蚀，如图所示。
②闭合回路的形成也有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触，如图所示。
（2）在原电池中，电流流动方向与电子流动方向相反。
（3）原电池的判定：一看有无外接电源，若有外接电源则为电解池，若无外接电源则可能为原电池；二看电极是否用导线相连并与电解质溶液形成闭合电路；三看电极与电解质溶液是否能发生自发的氧化还原反应。
3．原电池电极反应式的书写
（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键。
如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。判断正负极的方法不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：
负极：Cu 2e Cu2+
正极：2+ 4H+ + 2e 2H2O + 2NO2↑
再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为：
负极：2Al + 8OH 6e 2+ 2H2O
正极：6H2O+6e 6OH +3H2↑
（2）要注意电解质溶液的酸碱性。
在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH ，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以离子形式存在，而不是放出CO2气体。
（3）要考虑电子的转移数目。
在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。
（4）要利用总的反应方程式。
从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。
注意：介质对电极反应式书写的影响
①中性溶液反应物若是H+得电子或OH 失电子，则H+或OH 均来自于水的电离。
②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH 。
③碱性溶液反应物或生成物中均没有H+。
④水溶液中不能出现O2 。
判断原电池正、负极的五种方法
注意：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。
1． 某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线等在玻璃片制成如图所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是
A．铜片上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu
B．外电路中电子由铜片经导线流向锌片
C．电池工作时电能直接转化为化学能
D．该电池工作时，若有13克锌被溶解，则铜片上产生标况下4.48 L H2
2．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e 6OH +3H2↑
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe 3e Fe3+
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e H2↑
3．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意图如图。下列说法不正确的是( )
A．Zn电极发生氧化反应
B．Ag2O电极是电源的正极
C．电池工作时，电子从Zn电极经导线流向Ag2O电极，再由Ag2O电极经电解质溶液流向Zn电极
D．Zn电极上发生的反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
5. 如图所示为锌铜原电池。下列叙述中，正确的是
A．盐桥的作用是传导离子
B．外电路电子由铜片流向锌片
C．锌片上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn
D．外电路中有0.2 mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g
6．控制适合的条件，将反应Fe3++AgFe2++Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂—硝酸钾溶液；灵敏电流计的0刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是
A．盐桥中的K+移向乙烧杯
B．一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转
C．在外电路中，电子从石墨电极流向银电极
D．电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转
