氧化还原与原电池
电化学第十章-氧化还原反应与电池
30
由电池的电池符号写出电池反应 例: 已知某电池的电池符号为:
(-) Pt |Sn2+(c1), Sn4+(c2) ¦ ¦ Fe2+(c3), Fe3+(c4) | Pt (+)
写出其电池反应 解: 电极反应 (-) Sn2+ = Sn4+ + 2e (氧化反应) (+) Fe3+ + e = Fe2+ (还原反应)
电极反应 : 2H (aq) 2e H 2 g 电 E θ H /H 2 0.0000V
对 : H /H 2
标准氢电极
表示为:
Pt H2(100KPa) H+(1.0mol L-1)
人为规定标准氢电极的电极电势为0，来 测定其它电极的标准电极电势。
39
氢电极使用不方便，常用甘汞电极代替标准氢 电极。
9
（3）有关名词
氧化(oxidation)：氧化值升高的过程 还原(reduction)：氧化值降低的过程 氧化还原反应:指元素的氧化值有改变的反应。 氧化剂(oxidizing agent)：得到电子的物质 还原剂(reducing agent)：失去电子的物质 氧化还原反应由氧化反应和还原反应组成。
33
伏达电池中电子流从阴极流向阳极很象水由高处流向低处
34
双电层理论
M(s)
溶解 沉积
Mn+ (aq) + ne
金属相对活泼溶解倾 向大于沉积倾向
金属相对不活泼沉积 倾向大于溶解倾向
使电极与溶液间形成扩散双电层，产生电势差， 35 即电极的电极电势,记为E。
不同的电极产生的 E 不同，将两个不 同的电极组合成原电池时，电子将从低 电势负极流向高电势正极，从而产生电流。
原电池和氧化还原反应
电池的电动势和 r Gm 的关系
( r Gm )T , p zEF
rG m zE F
式中，z是电池的氧化还原反应式中传递的电子数， F是法拉第常数，即1mol电子所带的电量，其值为 96485C· mol 。这是联系热力学和电化学的重要公 式。
-1
原电池反应的标准平衡常数
表示电极电势的能斯特方程
(r Gm )T , p r G (T ) RT ln (aB )T , p
m B
B
zEF zE F RT ln (aB )T , p
B
B
RT B EE ln (aB )T , p zF B
0.059V B EE lg (aB ) T, p z B
罗马数字表示它的氧化态，写成Fe(III)。
氧化还原氧化还原方程式的配平——氧化数法
原则：还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低 数相等。 1. 确定反应物和产物的化学式； 2. 找出氧化剂和还原剂，确定它们氧化数的变化 ；
3. 根据氧化数升高及降低的数值的最小公倍数，
写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与NaCl的反应
2KMnO4 +10NaCl+8H 2SO 4 =2MnSO 4 +5Cl2 +K 2SO 4 +5Na 2SO 4 +8H 2 O
氧化还原方程式的配平——离子电子法
原则：还原剂和氧化剂得失电子数目相等。
1. 确定氧化剂、还原剂和相应的产物（离子形式）；
• 氟在化合物中的氧化数为-1。
氧化还原的基本概念——氧化数
例： K2Cr2O7 Fe3O4 Na2S2O3 Cr ----- +6 Fe ----- +8/3 S ------ +2
氧化还原反应——电极电势：原电池
氧化
Cr2O27- +14H++ 6e- → 2Cr3++7H2O 还原
原电池符号
(-)Pt, Cl2(p) Cl-(c) H+(c2), Cr2O27-(c1), Cr3+(c3) Pt(+)
原电池的表示方法课堂练习
2H2 + O2 → 2H2O
电极反应
H2 - 2e- → 2H+ 氧化 O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 还原
低氧化态离子靠近电极，中间 用“,”分开。
Sn4+/Sn2+ Sn4+(c1), Sn2+(c2) | Pt (+)
2.原电池的表示方法
注 电极反应中的其它的物质也应 意 写入电池符号,Cr2O72-/Cr3+, O2/OH-
Cr2O72-+14H++ 6e- → 2Cr3++7H2O
H+(c2), Cr2O72(- c1), Cr3+(c3) | Pt (+)
原电池符号
(-) Pt, H2(p1) | H+(c1) || H+(c1), H2O | O2(p2), Pt(+)
注 组成电极中的气体物质应靠近 意 电极，在括号内注明压力。
H+/H2
H+(c1) | H2(p), Pt(+)
(-)Zn | Zn2+(c1) H+(c1) | H2(p), Pt(+)
O2/OH- (-)Pt, O2(p) | OH- (c1)
2.原电池的表示方法
注 电极中含有不同氧化态同种离 意 子时，高氧化态离子靠近盐桥，
氧化还原反应-原电池
（3）能自发地进行氧化还原反应
讨论：以下装置是否能构成原电池
1
Zn Zn
2、3、4能
2
Zn C
3
Zn Fe
稀H2SO4
4
Zn Cu
稀H2SO4
5
C Fe
稀H2SO4
6
Zn Cu
稀H2SO4
酒精
稀H2SO4
4.特征
书p80讨论
由于正极吸引电子作用，促使负极失去 电子速率增加，反应速度快。
Cu作__负__极，②Fe作_正___极 电极反应式是：负极_C_u_-_2_e_→__C_u_2_+_
正极_2_N_O_3_- _+_4_H_+_+__2_e→__2_N_O__2↑__+_2_H__2O__ 总反应式是C_u_+_4_H__N_O_3_(浓__)_→__C_u_(_N_O_3_)_2+_2_N_O__2↑__+_2_H_2_O_
5.结果：
（1）发生能量变化（化学能转变为电能） （2）负极的活泼金属由于失去电子被氧化 而本身被消耗——即被腐蚀。
6、原电池正负极的判断方法：
（1）根据两极的金属活泼性判断 金属性相对活泼的一极作负极，
另一极为正极； （2）根据电子流动的方向判断
电子流出的一极为负极，电 子流进的一极为正极；
（3）根据发生的反应判断
锈，下列对起原因的分析，最可能的是（ D ）
A. 它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金； B. 环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去； C. 铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化； D. 它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；
原电池与氧化还原反应
原电池与氧化还原反应作者：杨丙彦来源：《中学生数理化·自主招生》2019年第08期氧化还原反应和原电池是高考的核心考点，氧化还原反应的本质是电子的转移，而原電池在工作时必须有电子的流动。
可见，原电池是利用了氧化还原反应，把化学能转变成电能。
在高考中，氧化还原反应是基础，原电池是其应用。
一、从氧化还原反应的基础知识看原电池反应原理的考查在氧化还原反应中，反应物所含元素化合价升高的反应叫作氧化反应;反应物所含元素化合价降低的反应叫作还原反应，氧化反应与还原反应既对立又统一。
在原电池中，主要是其工作原理：负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，电子从负极流向正极，在内电路中，由于电势差的作用，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
例如，在把氧化还原反应设计成原电池这类题目中，要用到这些考点。
二、从氧化还原反应的规律——优先律看原电池的考查同时含有几种还原剂时，加入氧化剂将按照还原性由强到弱的顺序依次反应;同时含有几种氧化剂时，加入还原剂将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应，这是氧化还原反应的规律之一：优先律。
而在原电池的考点中，也有这样的考点，当有两种阳离子同时向正极靠近的时候，由于阳离子在正极发生还原反应，是氧化剂，现在有两种氧化剂，当然是氧化性较强的首先放电。
因此，在原电池正负极电极方程式的书写过程中，必须考虑此规律。
不仅如此，还要掌握常见离子的放电顺序：三、从氧化还原反应的规律——守恒律看原电池的考查在氧化还原反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。
利用守恒思想，可以抛开烦琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果，该规律可用于有关氧化还原反应的计算。
（责任编辑谢启刚）。
氧化还原在原电池、电解池、电镀池的对比表格
氧化还原在原电池、电解池、电镀池的对比表格一、负极是活泼金属，发生氧化反应，正极是还原反应…阳极得电子，还原反应，阴极失电子，氧化反应…口决是：升失氧，降得还。
阴阳极的口诀是：阳失氧、阴得还阳极失去电子发生氧化反应，阴极得到电子发生还原反应二、（注意是个表格）原电池、电解池、电镀池的比较①原电池②电解池③电镀池实例CuZn(H2SO4)氯化铜溶液（惰性电极）铁把上镀铜能量转化①化学能转化为电能②电能转化为化学能③电能转化为化学能原理①发生氧化还原反应，从而形成电流（自发）②电流通过引起氧化还原反应（非自发）③电流通过引起氧化还原反应（非自发）形成条件（四条）两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应电源、电极（惰性或非惰性）、电解质、闭合回路电源、电极（cufe）、电解质、闭合回路装置判断①无外加电源②有外加电源③有电源、阳极金属与电解液中金属离子为同一金属元素电极判断①负极：还原性较强的极或电子流出的极或电流流入的极正极：还原性较弱的极或电子流入的极或电流流出的极②阳极：与直流电源正极相连的极阴极：与直流电源负极相连的极③阳极：镀层金属（Cu）与直流电源正极相连的极阴极：被镀物或镀件（Fe）与直流电源负极相连的极电极上的反应①（1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应（2）正极：溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子②（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应③（1）阳极发生氧化反应即阳极金属失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应(电解质溶液浓度几乎不变）口诀负极氧化正还原阳极氧化阴还原两极反应①负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化）正极：2H+ +2e- =H2↑（还原）②阳极：2 cl- - 2e- = cl2 (氧化)阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原)③阳极：Cu - 2e- = Cu2+ (氧化)阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原)电子流向（三流方向）①负极→外电路→正极②电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极③电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极电流方向①正极→外电路→负极②电源正极→阳极→阴极→电源负极③电源正极→阳极→阴极→电源负极溶液离子流向①负极→阴离子；正极→阳离子②阳极→阴离子阴极→阳离子③阳极→阴离子阴极→阳离子。
氧化还原反应和原电池
Cu-Zn原电池
电流方向的动画
第五章 氧化还原反应和原电池
电极反应：
Zn片（负极）：Zn(s) ＝ Zn2+ (aq) + 2e （氧化反应）
Cu片（正极）：Cu2+(aq) + 2e ＝ Cu （还原反应）
电池反应：
Zn + Cu2+ (aq) ＝ Zn2+(aq) + Cu
2. 原电池表示方法
Mn2+ + 4H2O 2F－
Mnn/Mn /V
-3.024 -2.931 -2.710 -0.447 0.0000 0.3419 0.5355 0.771 1.232 1.3595 1.51 2.656
三、电极电势及其应用
1.判断氧化剂和还原剂的强弱
（1）根据标准电极电势的大小，可以判断该物质的氧化还 原能力的强弱。
（2）标准电极电势值越大，其氧化型Mn+越容易得到电子， 氧化性越强。
（3）标准电极电势值越小，其还原型M越容易失去电子， 还原性越强。
2.判断氧化还原反应进行的方向
在标准状态下，如果电池的标准电动势E ＞0， 则电池反应 能自发进行；如果电池的标准电动势E ＜0， 则电池反应不
能自发进行。
在非标准状态下，则用该状态下的电动势来判断。氧化剂的 电极电势必须大于还原剂的电极电势，才能满足 E ＞0的条 件。
第五章 氧化还原反应和原电池
（2）氧化还原反应的3种类型
分子间的氧化还原反应
Zn + CuSO4 分子内的氧化还原反应
ZnSO4 + Cu
2KMnO4
自身氧化还原反应
K2MnO4 + MnO2 + O2↑
不是所有氧化还原反应都可以设计成原电池
练后归纳
化学
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。
化学
题组二 盐桥原电池 3.(2016·江西铜鼓二模)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。 以下有关该原电池的叙述正确的是( D ) A.电子通过盐桥从乙池流向甲池
知识整合
1.设计制作化学电源
核心主干 系统全面
拆分反应 ——将氧化还原反应分成两个半反应
选择电极材料 ——将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极,活泼性比负 极弱的金属或非金属导体作 正极 .
构成闭合回路 ——如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐 桥),则两个容器中的电解质溶液应含有与 电极材料 . 相同的金属的阳离子
镀,所以不是原来的装置反应原理,故 B 错误;银片是原电池的正极,溶
液中的银离子得到电子发生还原反应,电极反应是 Ag++e- Ag,故 C
错误;铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池总反应都是 发生了 Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+,故 D 正确。
化学
4.控制适合的条件,将反应Fe3++Ag
反应 电极 闭合回路
能发生 自发进行 的氧化还原反应(一般是活泼性强的 金属与电解质溶液反应)
一般是活泼性不同的两电极(金属或 石墨 )
形成需三个条件:① 电解质溶液 ;②两电极直接或间 接接触;③两电极插入电解质溶液中
3.工作原理
化学
单液原电池
双液原电池
装置图
电极与 电极反应
电子流向 离子迁 移方向 电池反应 方程式
6OH-+3H2↑ Fe3+ H2↑
普通化学：6.3.2 原电池电动势与氧化还原平衡
经 当 (氧化剂)- (还原剂)> 0.2V
验 规
一般情况下浓度的变化,不会
则 导致φ(氧化剂) < φ(还原剂),而
引起反应方向发生改变
例 判断反应2Ag+ +Cu 2Ag+Cu2+进行方向
(1) 标准态
(Ag+/Ag)= 0.7991 V
在
cc((PSnb22++))=
0.0010 1.0
时反应自发进行的方向
(Pb2+/Pb)= (Pb2+/Pb)+ 0.05292Vlg [c(Pb2+)/c ]
= -0.126V + 0.05292Vlg 0.0010
= -0.215V
(2) 非标准态时 先根据Nernst方程求出 φ(电对),再计算电动势E或比较φ(电对)
例2 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+
在
cc((PSnb22++))=
0.0010 1.0
时反应自发进行的方向
(Pb2+/Pb)/V (Pb2+/Pb)/V (Sn2+/Sn)/V
-0.126
-0.215 < -0.136
反应自发向左进行
6.3.5 影响氧化还原反应方向的因素
电极没反== 有00应..77导92中9V致1有V反+关应0物.0方5质19向2浓V的l度g 改0的.0变5变0 化,
(Ag+/Ag)/V (Ag+/Ag)/V φEʘ (Cu2+/Cu)/V
0.7991
高中化学竞赛：氧化还原反应、原电池、电解池讲义
练习：书写电极反应(不写总反应方程式) () Ag AgCl(s),Cl-(0.01mol/L) Ag+(0.01mol/L) Ag(+)
练习：燃料电池电极反应的书写
原料：H2-O2 负极： 正极：
练习：铜和镁的合金 2.24 g 完全溶于一定浓度的硝
酸，若反应中硝酸被还原为 NO2、NO、N2O 三种气 体且体积均为 0.224 L(都已换算为标准状况)，在反
应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成的
沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量，质量为( )
A．3.12 g
B．4.28 g
C．4.68 g
环境：强酸性溶液
练习：燃料电池电极反应的书写
原料：H2-O2 负极： 正极：
环境：强碱性溶液
练习：燃料电池电极反应的书写
原料：C2H5OH-O2 负极： 正极：
环境：强酸性溶液
练习：燃料电池电极反应的书写
原料：C2H5OH-O2 负极： 正极：
环境：强碱性溶液
练习：燃料电池电极反应的书写
原料：CH4-O2 负极： 正极：
练习：电池符号的书写
练习：电池符号的书写
电极方程式的书写 () Zn Zn2+(1mol/L) H+(1mol/L) H2(p) Pt (+)
由电池符号书写电极反应 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 正极：2H+ + 2e- = H2↑ 总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
原电池和氧化还原反应.
电极反应 电池反应
负极 Zn ——→ Zn2+ + 2e 正极 Cu2+ + 2e ——→ Cu
Zn + Cu2+ ——→ Zn2+ + Cu
铜锌原电池有两个电极组成式为：
Zn2+│Zn和Cu2+│Cu。
在电池中，电子的方向是从负极流向正极，正 极的电势高于负极。 E = φ+－φ－
自发进行的氧化还原反应组成的原电池，电池 电动势应为正值。
金属越活泼，电势越低；越不活泼，电势越高。 在同一种金属电极中，金属离子浓度越大，电
势越高，浓度越小，电势越低。 温度越高，电势越高。
我们称双电层（double charge layer）结构产 生的电势为电极电势（electrode potential）。
2、标准电极电势
各电极溶液中的离子浓度为1.0mol·L-1，气体的 压力100 kPa。
配成分子方程式
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 ==== Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
又例如配平碱性介质中： SO32- + MnO4- ——→ SO42- + MnO2 半反应：SO32- ——→ SO42-
SO32- + 2OH- -2e === SO42- + H2O MnO4- +3e ——→ MnO2
氧在化合物中的氧化数为-2，过氧化物如H2O2中， 氧的氧化数为-1，超氧化物中为-1/2，KO2；臭氧 化物为-1/3，KO3，OF2中为+2。
多原子分子或离子中，各元素氧化数的代数和等 于零或等于原子团的电荷数。
氧化还原反应与原电池
电极材料
铜片、锌片、碳棒等；
电解质溶液
稀硫酸、食盐水、氢氧化钠溶液等；
其他材料
盐桥、导线、电流表等；
工具
烧杯、滴定管、搅拌器、电烙铁等。
原电池的制作过程与注意事项
制作电极
配置电解质溶液
组装原电池
测试原电池性能
注意事项
将选定的电极材料加工 成适当的大小和形状；
根据需要，将适量的电 解质溶解在水中；
将电极插入电解质溶液 中，通过导线连接电流 表；
观察电流表是否显示电 流，记录实验数据。
确保电极间距适中，避 免短路；电解质溶液应 适量，避免过饱和或不 足；注意安全，避免电 极短路或电解过度导致 发热或爆炸。
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原电池中氧化还原反应的类型与实例
01
活性金属-活性非 铜作为氧化剂，发生氧化还原反 应产生电流。
02
活性金属-不活泼金 属型
如铁-银原电池，铁作为还原剂， 银作为氧化剂，发生氧化还原反 应产生电流。
03
燃料电池型
燃料电池通过燃料（还原剂）和 氧气（氧化剂）的反应产生电流， 如氢氧燃料电池。
原电池的设计原则与步骤
确定反应物和产物
根据氧化还原反应的原理，确定参与 反应的物质和生成物。
选择合适的电极材料
根据反应性质和可获得性，选择适当 的电极材料。
设计电解质溶液
根据反应物和产物，选择合适的电解 质溶液。
确定电极间距和连接方式
根据实验需求，确定电极之间的距离 和连接方式。
原电池的制作材料与工具
根据化合价变化确定电子 转移数目。
电子转移过程
通过离子或共价键实现电 子转移。
02
原电池的基本原理
《氧化还原反应》原电池与氧化还原
《氧化还原反应》原电池与氧化还原在化学的世界里，氧化还原反应是一类极其重要的化学反应，而原电池则是氧化还原反应的一种实际应用。
让我们一同走进这个充满奥秘的领域，深入了解氧化还原反应和原电池之间的紧密联系。
首先，我们来聊聊什么是氧化还原反应。
简单来说，氧化还原反应是一种化学反应，在这个过程中，元素的氧化态发生了变化。
这意味着某些元素失去了电子，被氧化了；而另一些元素则得到了电子，被还原了。
举个例子，铁与硫酸铜溶液的反应，铁原子失去电子变成亚铁离子，铁被氧化；铜离子得到电子变成铜原子，铜离子被还原。
氧化还原反应的本质是电子的转移。
电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子，从而导致了氧化态的改变。
这种电子转移可以发生在分子之间、离子之间，甚至是原子与离子之间。
那么，如何判断一个反应是否为氧化还原反应呢？这就需要我们关注元素的化合价变化。
如果在反应中，有元素的化合价升高，那么它发生了氧化反应；如果有元素的化合价降低，那么它发生了还原反应。
只要存在化合价的升降，就是氧化还原反应。
接下来，我们再看看原电池。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它的工作原理正是基于氧化还原反应。
在原电池中，通常有两个电极，一个是正极，一个是负极。
在负极，发生氧化反应，物质失去电子；在正极，发生还原反应，物质得到电子。
电子通过外电路从负极流向正极，从而产生了电流。
比如说，铜锌原电池就是一个常见的例子。
锌片作为负极，在硫酸溶液中，锌原子失去电子变成锌离子进入溶液；铜片作为正极，溶液中的氢离子得到电子变成氢气逸出。
电子从锌片通过导线流向铜片，形成了电流，灯泡就亮起来了。
原电池的构成要件包括两个电极、电解质溶液和形成闭合回路。
电极材料需要具有良好的导电性，并且能够参与氧化还原反应。
电解质溶液则提供了离子迁移的环境，使反应能够持续进行。
原电池在我们的生活中有着广泛的应用。
从常见的干电池、蓄电池到各种新型的燃料电池，它们都在为我们的生活提供便利。
原电池工作原理本质是氧化还原反应
原电池工作原理本质是氧化还原反应电池是通过氧化还原反应来实现能量转换的装置，它通过将化学能转化为电能，供给我们所需要的电力。
电池的工作原理可以追溯到化学反应中的氧化还原反应。
氧化还原反应是指一个物质失去电子被氧化，而另一个物质获得电子被还原的过程。
在电池中，两个氧化还原反应同时进行，一个作为阴极反应，一个作为阳极反应。
这两个反应共同产生了电力。
电池实质上是由两个半电池组成的，其中一个半电池是正极，也称为阳极，负责氧化反应；另一个半电池是负极，也称为阴极，负责还原反应。
两个半电池之间通过电解质连接。
在一个典型的电池中，通常有两种基本的原电池工作原理：1.干电池：干电池包含一个锌阳极和一个二氧化锰阴极。
在这个电池中，锌离子被还原为锌金属，而二氧化锰被氧化为二氧化锰。
这个反应产生了电子，形成了电流。
同时，电解质帮助离子在两个半电池之间传递。
2.燃料电池：燃料电池以氢气为燃料，通过氧化还原反应产生电流。
在一个标准的燃料电池中，氢气在阳极处被氧化为氢离子，并且这些氢离子穿过电解质层从阳极运输到阴极。
与此同时，在阴极处，氧气被还原为氧离子，然后与氢离子结合形成水。
无论是干电池还是燃料电池，它们的工作原理都是在两个半电池中进行氧化还原反应，以产生电流。
这个电流可以通过外部电路来提供电力。
总结来说，电池的工作原理本质上是通过氧化还原反应来实现的。
氧化还原反应在两个半电池中同时进行，产生电子和离子运动，从而形成电流。
电流通过外部电路供给我们所需要的电力。
电池的工作原理的深入理解对于我们理解和使用电池具有重要意义。
原电池总反应一定是氧化还原反应
原电池总反应一定是氧化还原反应一、电池的基本原理电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质组成。
在电池正极，化学反应导致电子的流失；在负极，化学反应导致电子的获得。
而电池中的电解质则是连接正负极的媒介，通过其中的离子传导完成电荷的平衡。
电池的工作原理基于氧化还原反应，即通过原电池的正负极发生氧化还原反应，从而产生电能。
二、原电池反应的定义原电池是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，正极发生氧化反应，负极发生还原反应，从而产生电能。
原电池反应可以用如下的方程式来描述：总的反应：Anode（氧化反应）+ Cathode（还原反应）→ 电池反应三、原电池反应的机理在原电池反应中，正极和负极的反应过程分别为氧化反应和还原反应。
氧化反应是指物质失去电子的过程，而还原反应是指物质获得电子的过程。
这两个过程是相互关联的，正负极通过电解质的媒介进行电荷平衡，并产生电能。
下面以一个典型的锂电池为例进行说明：1. 正极（Anode）反应：Li → Li+ + e-2. 负极（Cathode）反应：LiCoO2 + e- → Li+ + CoO2总反应：Li + LiCoO2 → 2Li+ + CoO2通过上述反应方程式可以看出，锂电池的正极反应是锂原子向离子的氧化过程，负极反应是钴酸锂化合物接受电子还原的过程，最终形成了锂离子和钴酸盐，产生了电能。
四、普通原电池反应类型原电池反应可以分为原电池和电解质电池两种类型。
其中，原电池是指其中的化学反应不需要与外部电源相联系即可进行，如干电池、锂电池等；电解质电池是指其中的化学反应需要借助外部电源才能进行，如电解池等。
根据反应类型的不同，原电池反应还可以分为氧化性反应和还原性反应。
氧化性反应是指原电池中的正极发生氧化反应，而还原性反应是指原电池中的负极发生还原反应。
这些反应类型的不同会导致电池产生不同的特性，如电压、电流、容量等。
从氧化还原反应原理分析原电池
氧化还原反应中存在电子的得失，在该反应中，线桥仿佛是一根
导线，假如电子能在导线上流动，就会由电子的转移变成电子的
定向移动，也就形成了电流。因此，并不是所有的反应均可以设
计成原电池，只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
从单线桥上看，可将导线一端连接在锌极上，另一端当然不可能
直接放在溶液中，因此可将另一端连接在一个能导电的电极上，
解析
由题给电极反应式可知，Ag2O得到电子，发生还原反应，
作原电池的正极。
答案 B
3．电子的流向及离子的流向
整个原电池装置是一个闭合回路，在外电路中(导线)是靠电子的
定向移动导电，在溶液中则是靠阴、阳离子的定向移动导电。在
外电路中，电子是由负极流向正极，电流的方向与电子移动的方
向相反，由正极流向负极。在溶液中，阳离子移向正极，阴离子
电子在导线中实现了定向移动，即形成了电流。这样，化学反应
的化学能就转变成了电能，这样的装置我们称之为原电池。
2．原电池的构成
从以上分析可以看出，原电池是由两个活动性不同的电极、电解
质溶液构成的闭合回路，也就是说原电池的构造是①两个活动性
不同的电极；②电解质溶液；③闭合回路，如下图。
在原电池中，科学上规定把电子流出的一极称为负极(较活泼的金
反应方程式可以很容易地设计原电池装置。
典例3
人造地球卫星上使用的一种高能电池 ——银锌蓄电池，其
电池的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O ＋2e－===2Ag＋2OH－。据此判断Ag2O是( A．负极，被氧化 C．负极，被还原 B．正极，被还原 D．正极，被氧化 )
生成 PbSO4。根据充电时的总反应，可判断出充电时硫酸的浓度
氧化还原反应和原电池
一、构成原电池的条件构成原电池的条件有：（1）电极材料。
两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性（非金属或某些氧化物等）；（2）两电极必须浸没在电解质溶液中；（3）两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。
说明：①一般来说，能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。
②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极，如K、Na、Ca等。
二、原电池正负极的判断（1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。
（2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。
（3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，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化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。
因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。
（5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。
（6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。
（7）根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。
三、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。
氧化还原反应与原电池
（－）Pt︱H2(p)︱H+(c1)‖Fe3+(c2)，Fe2+(c3)︱Pt（＋） 昆明医学院 药学院 医药化学系 无机课组
) 还原反应（reduction reaction）：得到电子的反应
2、氧化还原半反应
根据电子的得与失，可将氧化还原反应拆成两个氧化还原半反应，例如：
氧化半反应：Zn- 2e-
Zn2+
氧化还原反应 Zn + Cu2+
Zn2+ + Cu
) 半反应通式：氧化型（Ox）+ ne-
还原半反应：Cu2+ + 2e- Cu 还原型（Red）
Mn2+ + 4H2O
昆明医学院 药学院 医药化学系 无机课组
自学指导——氧化还原反应与原电池
二、原电池
Question：氧化还原反应总伴有电子的转移或偏移，将锌片置于 CuSO4 溶液，发
生氧化还原反应：Zn + CuSO4
ZnSO4 + Cu，此时能否通过该氧化还原反应
获得电能？WHY？
1掌握氧化还原半反应氧化还原电对的概念2掌握原电池的电极反应电池反应式和电池符号的书写3熟悉原电池的原理组成重点
自学指导——氧化还原反应与原电池
氧化还原反应与原电池
目的与要求：
1、掌握氧化还原半反应、氧化还原电对的概念 2、掌握原电池的电极反应，电池反应式和电池符号的书写 3、熟悉原电池的原理、组成
负极
盐桥
正极
) 单竖线“︱”表示物质的界面，将不同相的物质分开；同一相中的不同物质用
逗号“，” 分开；溶液须在括号内标注出其浓度，气体物质须在括号内标注出其
原电池知识点总结
原电池的知识梳理3、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池（复分解反应永远不可能被设计成原电池）.5、无论什么样电极材料、电解质溶液（或熔融态的电解质）构成原电池，只要是原电池永远遵守电极的规定：电子流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。
6、在化学反应中，失去电子的反应（电子流出的反应）是氧化反应,得到电子的反应（电子流入的反应）是还原反应,所以在原电池中：负极永远发生氧化反应，正极永远发生还原反应.(1）在外电路:①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。
②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极.(2）在内电路：①电解质溶液中的阳离子向正极移动，因为：正极是电子流入的电极，正极聚集了大量的电子,而电子带负电，吸引阳离子向正极移动.②电解质溶液中的阴离子向负极移动，因为：负极溶解失去电子变成阳离子，阳离子大量聚集在负极，吸引阴离子向负极移动。
（硝酸做电解质溶液时，在H+帮助下，NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO）10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存，二者将发生反应使得各自的离子浓度减少,并可能伴有沉淀或气体的产生.11、在特定的电解质溶液的条件下：能单独反应的金属做负极，不能单独反应的金属做正极。
例1：两极材料分别是铜片和铝片，电解质溶液是浓硝酸，虽然金属活动性铝比铜活泼，但是由于铝与浓硝酸发生钝化，不再继续反应，而铜与浓硝酸发生氧化反应,在电池中，铜作原电池的负极，铝作原电池的正极。
例2：两极材料分别是镁片和铝片，电解质溶液是氢氧化钠溶液,虽然金属活动性镁比铝活泼,但是由于铝与氢氧化钠溶液发生氧化反应产生氢气,而镁与氢氧化钠溶液不反应，在电池中，铝作原电池的负极，镁作原电池的正极.12、在非氧化性酸的酸性条件下或中性条件下，金属活动性强的金属做负极。
二、应该对比掌握几种原电池原电池电极反应式的书写格式:电极名称（电极材料）：氧化还原反应的半反应（氧化还原类型）1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池（伏打电池)（电极材料：铜片和锌片，电解质溶液：稀硫酸）(1）氧化还原反应的离子方程式:Zn+2H+ = Zn2+ + H2↑（2）电极反应式及其意义正极（Cu）：2H+ +2e—=H2↑（还原反应）；负极（Zn）：Zn -2e—=Zn2+ （氧化反应)。
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绝密★启用前2015-2016学年度???学校4月月考卷试卷副标题注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）请点击修改第I 卷的文字说明 一、选择题（题型注释）1．一定条件下自然界存在如下反应：14CuSO 4+5FeS 2+l2H 2O==7Cu 2S+5FeSO 4+12H 2SO 4，下列说法中不正确的是 ( )A ．CuSO 4和FeS 2是氧化剂，FeS 2是还原剂B ．5 mol FeS 2发生反应，有21 mol e —转移 C ．Cu 2S 既是氧化产物又是还原产物 D ．产物中的SO 42-有一部分是氧化产物 2．在理论上可用来设计原电池的反应是 A ．Fe +2HCl = Fe Cl 2+ H 2 B ．NaOH +HCl=NaCl+ H 2OC ．Cu SO 4 +2NaOH= Cu(OH)2+Na 2 SO 4D ．Ca CO 3+2HCl= Ca Cl 2+ H 2O+ CO 23．在反应 3S + 6NaOH ∆= 2Na 2S + Na 2SO 3 + 3H 2O 中被氧化的硫与被还原的硫的关系是（ ）A 、物质的量之比为2∶1B 、质量比为2∶1C 、质量比为 1∶2D 、物质的量之比为1∶1 4．下列说法正确的是A 、原电池反应是自发的氧化还原反应，盐桥的作用是平衡正负极电荷， 形成闭合回路B 、为防止轮船发生腐蚀，往往在轮船外壳焊上金属锌，这是牺牲阴极的阳极保护法C 、精炼铜时，粗铜做阳极，纯铜做阴极，CuSO 4是电解质溶液，电解前后溶液浓度不变D 、电镀是特殊的电解，电解前后阴极减少的质量与阳极增加的质量相等5．在xR 2++yH ++O 2=mR 3++nH 2O 的离子方程式中，对系数m 和R 3+的判断正确的是( ) A ．m=4 R 2+体现氧化性 B ．m=y R 3+是氧化产物 C ．m=2 R 2+是氧化剂 D ．m=y R 3+是还原产物6．下列反应中，属于氧化还原反应的是A ．CaCO 3+2HCl===CaCl 2+CO 2↑+H 2OB ．CaO+H 2O===Ca(OH)2………外………………内………通电△7．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是 A ．NaBr 、CuCl 2、Ba(OH)2 B ．NaOH 、H 2SO 4、CuSO 4 C ．NaOH 、H 2SO 4、Ba(OH)2 D ．NaBr 、CuCl 2、CuSO 4 8．关于下列反应：14CuSO 4+5FeS 2+12H 2O=7Cu 2S+5FeSO 4+12H 2SO 4说法正确的是（ ） A ．Cu 2S 既是氧化产物又是还原产物B ．产物中的SO24有一部分是氧化产物C ．5 mol FeS 2发生反应，有10 mol 电子转移D ．FeS 2只剩还原剂9．下列反应中，HCl 既表现出酸性又表现出还原性的是 A ． Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2↑B ． 2HCl ==== H 2 ↑+ Cl 2↑C ． MnO 2 + 4HCl ==== MnCl 2 + Cl 2 ↑ + 2H 2OD ． HCl + AgNO 3 === AgCl ↓ + HNO 310．鲜榨苹果汁是人们喜爱的饮料。
由于此饮料中含有Fe 2+，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色的Fe 2+变为棕黄色 Fe 3+。
若在榨汁的时候加入适量的维生素C ，可有效防止这种现象的发生。
这说明维生素C 具有A ．氧化性B ．还原性C ．酸性D ．碱性11．如下图各装置中均盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序正确的是A ．②＞①＞③B ．①＞②＞③C ．③＞②＞①D ．②＞③＞①12．3NO 2十H 2O==2HNO 3十NO 为工业上氨催化氧化法制硝酸的反应之一，该反应中NO 2的作用是A ．只作氧化剂B ．作催化剂C ．既作氧化剂又作还原剂D ．作干燥剂 13．下列化学变化中，必须加入氧化剂才能实现的是A ．SO 2→H 2SO 3B ．Cl 2→ NaClOC ．Fe→FeCl 2D ．HNO 3→O 215．利用如图装置电解制备LiOH ，两电极区电解液分别为LiOH 和LiCl 溶液。
则下列说法不正确的是 （ ）A ．外加电源的a 极为正极B ．电解过程中，Li +向B 极迁移C ．阳极反应式为：4OH --4e -=O 2↑+H 2O16．以Pt 为电极，电解含有0.10molCu 2+和0.10molM 3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m (g)与溶液中通过电子的物质的量n (mol)的关系如图所示。
则离子的氧化能力由大到小的排列正确的是 ( )A 、M 3+＞Cu 2+＞ H +B 、Cu 2+＞ H +＞M 3+C 、M 3+＞ H +＞Cu 2+D 、条件不足，难以确定17．关于如图所示装置的叙述，正确的是A ．铜是阳极，铜片上有气泡产生B ．铜片质量逐渐减少C ．电流从锌片经导线流向铜片D ．铜离子在铜片表面被还原 18．下列说法正确的是（ ）A ．电解、电镀、电化学腐蚀都需要通电才可进行B ．Al 、Fe 、Cu 三者对应的氧化物均为碱性氧化物C ．浓H 2SO 4和新制氯水分别滴在pH 试纸上均会出现先变红后褪色的现象D ．从石油中得到汽油，可采用分馏的方法19．24 mL 0.05 mol/L 的 Na 2SO 3恰好与20 mL 0.02 mol/L 的K 2R 2O 7溶液完全反应，则R 元素在还原产物中的化合价为A ．0B ．+2C ．+3D ．+620．分类是学习和研究化学的一种常用的科学方法。
下列分类合理的是 ①根据元素原子最外层电子数的多少将元素分为金属元素和非金属元素②根据反应中是否有电子的转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应 ③根据能否导电将化合物分为电解质和非电解质。
A ．①②B ．①③ C．② D．①②③ 21．下列装置能构成原电池的是22．在H 2SO 3+2H 2S=3H 2O+3S 反应中,被氧化与被还原元素的质量比为( ) A ．1:1 B ．2:1 C ．1:2 D ．3:2N 2＋3C 2AlN ＋3CO 合成。
下列叙述正确的是A ．上述反应中，N 2是氧化剂，被氧化B ．上述反应中，每生成1 mol AlN 需转移3 mol 电子C ．AlN 中氮的化合价为+3D ．AlN 的摩尔质量为41 g24．在盛有水的电解槽中加入等物质的量的AgNO 3、Ba(NO 3)2、Na 2SO 4、MgCl 2，摇匀后用惰性电极电解，最初得到的氧化产物与还原产物的质量比为（ ） A ．71：2 B ．71：216 C ．8：1 D ．16：137 25．与下列装置相关的说法中不正确的是A ．装置①中，盐桥中的K ＋移向CuSO 4溶液B ．装置②中b 极析出6．4 g 固体时，d 极产生2．24 L H 2C ．用装置③精炼铜时，f 极为粗铜D ．装置④中电子沿导线由Zn 流向Fe ，Fe 极上有大量气泡生成 26．铅蓄电池在现代生活中具有广泛的应用。
已知铅蓄电池的电解质溶液为H 2S04溶液，其充电、放电按下式进行：Pb+PbO 2+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O ，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 ．放电时溶液中的H +向负极移动C ．充电时电池的正极与电源的正极相连D ．放电时负极反应：PbSO 4+2H 2O －2e -=PbO 2+4H ++SO 42-27．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向电解后的溶液中加入0.1molCu(OH)2固体，恰好能使硫酸铜溶液恢复原来的浓度和质量，则在电解过程中转移的电子的物质的量为 ( ）A ． 0.2molB ． 0.4molC ． 0.5molD ． 0.6mol28．氢化钙(CaH 2)可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH 2＋2H 2O===Ca(OH)2＋2H 2↑，下列说法不正确的是A ．CaH 2既是还原剂，又是氧化剂B ．H 2既是氧化产物，又是还原产物C ．CaH 2是还原剂，H 2O 是氧化剂D ．氧化产物与还原产物质量比为1∶1 29．已知：还原性HSO 3¯>I¯，氧化性IO 3¯> I 2。
实验Ⅰ：在一定量NaHSO 3的溶液中逐滴加入KIO 3溶液；实验Ⅱ：在一定量的KIO 3溶液中逐滴加NaHSO 3溶液。
下列说法正确的是 A ．两个实验中溶液的pH 变化趋势相同B ．两实验中生成等量I 2时，转移电子数的物质的量相同C ．在实验Ⅰ的过程中，若NaHSO 3初始量为3mol ，当溶液中I¯与I 2的物质的量之比为5∶2时，氧化产物为3.2molD ．过程Ⅱ中，可以用淀粉作为滴定指示剂，判定第一阶段的反应终点…………校:_________…………红色。
将该红色溶液分为两份：①一份中加入适量KMnO 4溶液，红色褪去；②向另一份中通入SO 2，红色也褪去。
以下推测肯定不正确．．．的是（ ） A ．①中红色褪去的原因是KMnO 4将SCN －氧化B ．②中红色褪去的原因是SO 2将Fe 3+还原成Fe 2+C ．②中红色褪去的原因是SO 2将SCN －还原D ．SCN －在适当条件下可失去电子被氧化为(SCN)2 31．下列叙述错误的是A ．电镀时，待镀的金属制品作阳极B ．用惰性电极电解CuSO 4溶液，溶液pH 增大C ．氢氧燃料电池(酸性电解质)中，正极反应为O 2+4H ++4e －= 2H 2O D ．镀锌铁皮比镀锡铁皮耐腐蚀 32．现代生活中，光污染已经给人类的生活和身体带来了极大的危害。
据光学专家研究，镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈，其反射率高达82%到90%。
长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，容易导致视力下降，产生头昏目眩、心悸、情绪低落等症状，影响正常生活。
某校在草地上立了一个金属材质的水滴造型，寓意滴水之恩，光亮如镜。
但其超强的反射性直接影响了众多办公室。
现有化学实验小组欲对其进行适当的腐蚀化处理，请选出腐蚀速度最快的方法（ ）A ．将水滴造型与锌块相连B ．将水滴造型与电源的负极相连C ．将水滴造型与电源的正极相连D ．进行多次人工降雨33．铅蓄电池反应为：Pb + PbO 2 + 2H 2SO 42PbSO 4 + 2H 2O 。
下列说法中正确的是A ．PbO 2得电子，被氧化B ．铅蓄电池工作过程中每通过2mol 电子，负极质量减少207gC ．电流是由PbO 2经外电路流向PbD ．电池放电时，溶液酸性增强34．在3NO 2＋H 2O ＝2HNO 3＋NO 中，氧化剂与还原剂的分子个数比为 A ．2︰1 B ．1︰2 C ．3︰1 D ．1︰335．纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。