原电池 化学电源学案

第24讲原电池化学电源学案（第一课时）
李玉屏2013年11月13日
【感受高考】
1、（2010广东理综卷）铜锌原电池（如图9）工作
时，下列叙述正确的是(双选)
A. 正极反应为：Zn—2e-=Zn2+
B. 电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu
C. 在外电路中，电子从负极流向正极
D. 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
2、（2011广东高考12）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。

下列
叙述不正确
．．．的是
A. a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e－= Cu
C. 无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D. a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
【自我归纳考查知识】
【考点要求】
1．掌握原电池的形成条件，理解原电池的工作原理。

2．能够正确地判断原电池的两极，能够正确书写电极反应式及电池反应方程式。

3．了解常见化学电源的种类及其工作原理。

4．了解原电池的应用：加快反应速率，比较金属活动性强弱，金属的防护，设计电池。

【自主复习】看书《选修4》P71-78，《名师》P161-163内容，完成下列填空。

一、原电池的工作原理
【回归基础】
1．概念：原电池是把的装置。

2、原电池构成条件
(1) ；
(2) ；
(3) ；
(4) 。

【应用与思考】（2013广东高考改编）控制适当的条件，将反应Zn+ CuSO4= ZnSO4 +Cu按要求设计原电池，限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。

【思考1】请以单液原电池为例，分析原电池原理，填写下表，并思考原电池如何构成闭合
【思考2】双液原电池中盐桥有何作用？
【思考3】单液、双液两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是哪种？其原因是？【总结归纳】原电池的工作原理
二、原电池两极的判断与反应式的书写
【即时训练1】［2012·广东理综化学卷31改编］碘可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。

该电池反应为：2Li（s）+I2（s）=2LiI（s），碘电极作为该电池的___________极。

【反思归纳】如何判断原电池的两极？
(1) ；(2) ；
(3) ；(4) ；
(5) ；(6) ；
(7) ；(8) 。

【即时训练2】下列四个装置都是原电池装置，请判断对应装置中的正负极，并写出两极的电极反应式。

①装置中负极材料是：，正极材料是：；
②装置中负极材料是：，正极材料是：；
③装置中负极材料是：，正极材料是：；
④装置中负极材料是：，正极材料是：；
【反思归纳】书写电极反应式的方法：
(1) ；
(2) ；
(3) ；
(4) 。

【即时训练3】已知常见的化学电源有以下几种，请按要求写出反应式：
1．碱性锌锰干电池——一次电池（特点：）
总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2。

正极反应式：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－；
负极反应式：
2．锌银电池——一次电池
负极反应式：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；
正极反应式：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－；
总反应式：
3．二次电池(可充电电池)
铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是，正极材料是。

(1)放电时总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O
①负极反应式：
②正极反应式：
(2)充电时总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4
【即时训练4】（2011海南双选）根据下图，下列判断正确的是
A.烧杯a中的溶液pH升高
B.烧杯b中发生氧化反应
C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-=H2
D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-=Cl2
【即时训练5】
1、我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。

只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。

4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，则负极反应式为；正极反应式为。

【即时训练6】写出下列原电池中的电极反应式：
1、研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl = Na2Mn5O10＋2AgCl，请写出负极反应式：
2、镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质（加入一定的酸），负极电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，则
正极反应式为：
电池总反应为：
【小结】原电池的工作原理，加减法书写电极反应式
【作业】完成学案，《课时作业》
【巩固练习】（除说明外，均为单选）
1、（2013·海南卷）Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl+ Mg = Mg2++ 2Ag +2Cl-。

有关该电池的说法正确的是
A．Mg为电池的正极B．负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-
C．不能被KCl 溶液激活D．可用于海上应急照明供电
2、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。

电池负极反应为：
A．H2＋2OH－＝2H2O＋2e－B．O2＋4H＋＋4e－＝2H2O
C．H2-2e－＝2H＋D．O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
3、Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：
2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有关该电池的下列说法中正确的是
A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价
B．该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+Fe
C．负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+
D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S+ Fe- 2e- =2Li++FeS
4、研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

该电池以金属锂和钢板
为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的下列说法不正确的是
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH－向正极移动
D.总反应为：2Li＋2H2O= 2LiOH＋H2↑
5、（2013·安徽卷）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即
可瞬间输出电能。

该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca = CaCl2+Li2SO4+Pb
（Pb的相对原子质量为207）。

下列有关说法正确的是
A．正极反应式：Ca + 2Cl－－2e－= CaCl2
B．放电过程中，Li+向负极移动
C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7 g Pb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
6、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(OH)2
+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，有关该电池的说法正确
．．的是：
A．充电时化学能转化为电能B．放电时负极反应：Ni(OH)2+OH-—e- = NiOOH+H2O C．放电时OH-向正极移动D．充电时镍镉电池正极接电源正极，发生氧化反应7、Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是
LiAlCl4-SOCl2。

电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。

请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为___________________________。

(2)电池正极发生的电极反应为。

8、［2012·海南化学卷13］
（3）已知：①N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1) △H1= -195kJ·mol-1
②N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式；
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式
为。