化学选修鲁科版第节化学能转化为电能电池课件

练习7 .实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐
水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反
应：
负极：Pb + SO42- = PbSO4 + 2e-
正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
今若制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的
H2SO4的物质的量至少是( )
1. 两极反应物质的判断：分析所给的氧化还原反应， 依据化合价的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化来确定正负极发生反应的物质。
2. 书写时要考虑氧化还原反应过程中产生的离子与 电解质溶液的反应
3. 电极反应同样遵循三大守恒关系。
4.书写电极反应时，要将总化学反应与正、负极反 应 联系在一起考虑，它们具有加和性： 电池总反应 = 正极反应 + 负极反应
D、原电池工作时，负极区pH增大
练习4.（08江苏卷）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活 中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液， 其充、放电按下式进行：
Cd + 2NiOOH + 2H2O
Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是（ A．充电时阳极反应：
A）
Ni(OH)2 －e-+ OH- = NiOOH + H2O B．充电过程是化学能转化为电能的过程
练习3：银锌电池（钮扣式电池）的两个电极分别是 由氧化银与少量石墨组成的活性材料和锌汞合金构成， 电解质为KOH溶液，总反应为：
Ag2O＋Zn ＝2Ag＋ZnO ，下列判断正确的（ BC ） A、锌为正极，Ag2O为负极 B、锌为负极：Zn＋2OH－－2e- ＝ ZnO＋H2O； Ag2O为正极：Ag2O＋H2O＋2e- ＝ 2Ag＋2OH－ C、原电池工作时，负极区pH减小，正极区pH增大
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
练习5.（08广东卷）LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对 环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：
FePO4+Li
LiFePO4，电池的正极材料是
LiFePO4，负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池说法正确的是（ CD ）
A
酒精溶液 氯氯化化钠钠溶溶液液
稀H2SO4
讨论:由以上装置分析构成原电池的条件
（一）、原电池
1、概念: 将化学能转化成电能的装置叫做原电池. 2、构成原电池的条件
（1）必须自发进行氧化还原反应 （2）一般有两种活泼性不同的导电材料作电极； （3）两个电极必须插入电解质溶液中或熔融的电
解质中；
（4）两个电极必须相连并形成闭合回路。
练习1.（08广东）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、 AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型 管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正
确的是（ ） C
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该 原电池反应相同
4、燃料电池
5、海水电池（电解质溶液为海水）
负极：4Al-12e—=4Al3+， 正极：3O2+6H2O+12e—=12OH— 总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长， 高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。
（四）金属的腐蚀及其防护
金属的腐蚀
（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速
某电极的腐蚀.其主要原因是
。欲除
去Cu2+,最好选用下列试剂中的 （填代号）。
a.NaOH b.Zn
c.Fe d.NH3·H2O
( 3 ) MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的
MnSO4溶液。阴极的电极反应式是
。
若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为
金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反 应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属 原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
电化腐蚀
条件
金属跟非金属单质 直接接触
现象
无电流产生
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
铂练电习7极：在有K人O设H计溶出液利中用构C成H原4和电O池2的。反电应池，的用总 反 确应 的类 是似（A 于）CH4在O2中燃烧，则下列说法正
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole②负极上CH4失去电子，电极反应式：
CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O ③负极上是O2获得电子，电极反应式为：
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性 B. 放电时电池内部 Li+ 向负极移动.
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少
D．放电时电池正极反应为： FePO4+Li++e-=LiFePO4
练习6.美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池 是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两 个电极均由多孔碳 制成，通入的气体
B．②>①>③>④ D．③>②>④>①
金属腐蚀的快慢顺序： 电解池的阳极>原电池的阴极>化学腐蚀 >原电池的负极>电解池的阴极
练习3.（09山东高考）Zn-MnO2干电池应用广泛，
其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是
。电池工作时，电子流
向
（填“正极”或“负极”）。
在空隙中逸出, 并
在电极表面放电 .
回答：
（１）a极是（ 负 ）极，电极反应式是
（2Ｈ２-４e- + 4OH- = 4H2O
）
（２）b极是（ 正 ）极，电极反应式是
（O2 + 2H2O + ４e-= 4OH- ）
拓展：若将上题中的电解质分别改为（1） 硫酸溶液
（2）可传导O2-的固体氧化物 （3）可传导H+的电解质 分别写出上述三种情况下的电极反应。
C.以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过 程中电解液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
拓展：变化多端的“Al电极”
Al
Mg
Al
Mg
Al
Cu
稀盐酸
NaOH溶液
浓硝酸
1.指出Al电极在上述装置中为正极还是负极？ 2.写出各装置的电极反应。
练习5.设计电化学装置完成下列反应： Cu＋H2SO4＝CuSO4＋H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH④电池放电后，溶液pH不断升高 A.①② B.①③ C.①④ D.③④
练习8.（08宁夏）一种燃料电池中发生的化学反应 为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化 碳。该电池负极发生的反应是（C）
A.CH3OH + O2 = H2O + CO2 + 2H+ + 2e－
A．0.025 mol
B．0.050 mol
C．0.10 mol
D．0.20 mol
练习8．（08天津）下列叙述正确的是（ ） A．在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失
电子的氧化反应
B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的 物质的量之比为1：2
C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子 转移，则生成1 molNaOH
3、原电池电
负极—相对活泼-失电子-电子流 出-发生氧化反应
极的判断 正极—相对不活泼-得电子-电子流入-
发生还原反应
三、常见化学电源
1、锌-锰干电池(碱性）
负极（锌筒） ： 正极（石墨） ： 总反应： Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH
2、铅蓄电池
负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O
4.原电池的电极及反应
负极—相对活泼-失电子-电子流出-发生 氧化反应 正极—相对不活泼-得电子-电子流入-发生 还原反应
5.离子移动方向：阳离子 正极，阴离子 负极
问题3.如何判断原电池的正负极？
1、根据电子流向来判断：电子流出的一极是负 极；电子流入的一极是正极。 2、根据反应类型来判断：发生氧化反应的一极 是负极；发生还原反应的一极是正极。 3、根据电极活泼性来判断：一般来说，较活泼 的一极是负极；较不活泼的一极是正极。 4、根据离子流向来判断：阴离子移向的一极是 负极；阳离子移向的一极是正极。
钮扣电池：不锈钢制成一个由正 极壳和负极盖组成的小圆盒，盒 内靠正极一端填充由Ag2O和少量 石墨组成的正极活性材料，负极 盖一端填充锌汞合金作负极活性 材料，电解质溶液为浓KOH溶液， 已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，
3、银-锌电池
负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制
品起保护作用 C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用
了牺牲阳极的阴极保护法 D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连
以保护它不受腐蚀
练习2. 如图各容器中盛有海水， 铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是
A．④>②>①>③ C．④>②>③>①
g。
练习4.（09广东高考）可用于电动汽车的铝-空气 燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电 解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列 说法正确的是
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时， 正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B.以NaOH溶液为电解液时，负极反应为： Al＋3OH－－3e-＝Al(OH)3↓
b.吸氧腐蚀：（H中2S性O4 、碱性或极弱酸性条件下） 负极：[牺F牲e －了2Zen-(=负F极e2)+而保护了Fe(正极)] 正极：O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH－ 反应式： 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2
练习1.（08广东卷）下列有关金属腐蚀与防护的说 法正确的是（ AC）
A.①②
B.②③ C.②④ D.③④
练习2.(07山东) 铁及铁的化合物应用广
泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板 腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板
的离子方程式
。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，
请画出原电池的装置图，标出正、负极，
并写出电极反应式。
（二）原电池电极反应的书写
1.金属腐蚀: (1)化学腐蚀 (2)电化腐蚀 a.析氢腐蚀 b.吸氧腐蚀
2.防护方法: (1)改变金属内部组织结构 (2)在金属表面覆盖保护 (3)电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法)
Fe
C
H2SO4
Fe
C
NaCl 溶液
a.析氢腐蚀：（强或较强酸性条件下） 负极：Fe －Fe2e- = Fe2+Zn 正极：2H+ +2e- = H2↑ 总反应式： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
问题2：上图中的电流是怎样产生的
离子流向 阴离子
原电池的工作原理
电子流向 负极
电极反应 氧化反应
溶液中
电子经外导线
阳离子
正极
－
G
Zn
还原反应
+
Cu
稀硫酸 阴离子向负极移动
－：Zn－2e－＝Zn2＋ ＋：2H＋+2e－＝H2↑
阳离子向正极移动
3.原电池的反应原理 发生氧化还原反应 化学能转化为电能
练习6.把锌片和铁片放在有稀食盐水的酚酞溶 液的表面皿中，如图所示经过一段时间后，最 先观察到变红的区域是 （ ）
A．Ⅰ和Ⅲ C．Ⅱ和Ⅲ
B．Ⅰ和Ⅳ D．Ⅱ和Ⅳ
解析：这是有关金属腐蚀、原电池和电解的微型实验试题， 左边图示发生的是吸氧腐蚀，其中Fe电极作阴极，电极反应 式是：O2+4e-+2H2O = 4OH-；右边图示是电解装置，所以Zn 电极发生还原反应：2H2O+4e-=H2↑+2OH-。
高考热点
一轮复习 原电池
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
问题1.下列装置能否在外电路获得电流,为什么
A
A
A
稀硫酸
A
硫硫酸酸铜铜溶溶液液
A
稀硫硫酸酸
B．O2 + 4H+ + 4e－= 2H2O
C．CH3OH + H2O = CO2 + 6H+ + 6e－
D．O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－
本节课总结
1、原电池的反应原 理
发生氧化还原反应
化学能转化为电能
2、电极反应 （1）找出两极放电的物质 式的书写 （2）分析放电后的产物是否 与溶液中的溶质反应