高考化学一轮复习核心素养测评二十原电池化学电源含解析苏教版05061179-13页.pdf

原电池是一种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。在原电池中，负极（阳极）通常为还原反应的发生部位，而正极（阴极）则是氧化反应的发生部位。电子从负极流出，通过外部电路传递到正极，形成电流。同时，离子则在电解质中迁移，保持电荷平衡。 在高考化学一轮复习中，原电池化学电源是重要的考点之一。例如，题目中提到的锂金属电池，负极是锂，当电池工作时，锂失去电子形成锂离子，这个过程是氧化反应，可以表示为：Li - e- → Li+。正极则发生还原反应，接受电子和锂离子，导致物质质量增加。如果电解质选用LiOH溶液，由于锂与水会发生反应，所以不能使用水溶液作为电解质。 另一个例子是锌锰碱性干电池，其中负极材料通常是锌，它会失去电子形成锌离子，而正极材料如二氧化锰会接受这些电子并发生还原反应。自放电现象是指电池在未使用状态下，负极与电解质直接反应导致能量损失的情况。例如，锌与稀硫酸接触时，即使电池未被激活，也会发生自放电反应。 在分析原电池的题目时，需要理解各部分的作用，比如电极材料、电解质的选择以及电极反应。例如，在一个装置中，如果A极逐渐变粗，B极逐渐变细，这表明A是正极，B是负极，B的活泼性更高，A在得到电子后可能会有金属析出。在另一道题中，涉及微生物燃料电池，其利用有机废水中的有机物进行氧化，电极反应要考虑离子交换膜对离子的选择性透过，以及电极两侧的离子浓度变化。 在三室微生物燃料电池中，a电极为负极，其电极反应式为C6H10O5 - 24e- + 7H2O → 6CO2↑ + 24H+，此过程中有机物被氧化，生成的氢离子使得负极附近的氯离子浓度增大。而正极b电极附近由于氢离子被消耗，溶液的pH会升高。中间室的离子运动方向是Na+移向正极，Cl-移向负极。 在电化学装置的实验设计中，如题目的加固训练部分，电极I为锌，作为负极失去电子，而电极II为正极，发生还原反应。盐桥中的氯离子会在电场作用下向阳极移动，而钾离子则会向阴极移动，维持电荷平衡。 总结起来，原电池化学电源的学习涵盖了电池的工作原理、电极反应、电解质的选择、自放电现象以及电化学装置的设计和分析。掌握这些知识点对于高考化学复习至关重要，同时也为理解和应用实际的化学电源技术打下基础。