新高三原电池

2H2→4H＋ ＋4e－
碱性 氢氧 2H2＋ 4OH→ 燃料 4H2O＋4e－ 电池
O2＋4e－＋ 2H2O→4OH－
2H2＋ O2=== 2H2O
注意点 ①铅蓄电池在充电时，负极接外加电源 的负极，作阴极，发生还原反应，电极反应式为：
－ PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2 4 (aq)；正极接外加电
解析
燃料电池的负极通入的是燃料 H2， 发生氧化
反应，正极通入 O2 发生还原反应，因为电解质溶液为 碱性，所以电极与电池反应为 负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 电池反应：2H2＋O2===2H2O，A、C 正确，由电池 反应可以看出反应中只有水生成，所以 KOH 的物质的 量未变化，但浓度变小，B 正确；当电解 CuCl2 时，阳 极反应为 2Cl－－2e－===Cl2↑，当生成标准状况下 2.24 L Cl2(即 0.1 mol)时，转移的电子数为 0.2 mol，D 项错 误。 答案
D
考点三 原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池 时反应速率增大。 例如， 在 Zn 与稀 H2SO4 反应时加入少量 CuSO4 溶液能使产生 H2 的反应速率加快。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极 的金属比作正极的金属活泼。 例如，有两种金属 a、b，用导线连接后插入到 稀 H2SO4 中，观察到 a 溶解，b 极上有气泡产生， 则金属 a 作负极，比金属 b 活泼。
A.Mg 比 Al 活泼，Mg 失去电子被氧化成 Mg2＋ B．铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理 C．该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移 动形成的 D．Al 是电池负极，工作一段时间后溶液中会有白 色沉淀析出
答案
BD
考点二 建模思想——电极反应式的书写 1．一般电极反应式的书写
列物质 标得失 判断出电极反应产物,找出得失电子 的数量 电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳 定存在，如碱性介质中生成的H+应让其 结合OH-生成水。电极反应式要根据电荷 守恒、质量守恒、电子守恒等加以配平。
(6)根据电池总反应判断，反应中的还原剂是负 极的活性物质，对应的电极为负极；氧化剂则是正 极的活性物质，对应的电极为正极。 注意：判断电极时，不能简单地依据金属的活 动性顺序来判断， 要看反应的具体情况， 例如：a.Al 在强碱性溶液中比 Mg 更易失电子， Al 作负极， Mg 作正极；b.Fe、Al 在浓 HNO3 中钝化后，比 Cu 等 金属更难失电子，Cu 等金属作负极，Fe、Al 作正 极。
③化学电源优劣的判断标准：单位质 量或单位体积所能输出电能的多少，或输 出功率的大小，电池的使用寿命的长短， 以及对环境污染程度的大小。
• 1．金属腐蚀是指金属与周围接触到的空气或液体发生 反应而引起损耗的现象。 • 2金属腐蚀可以分为
电化学腐蚀 氧化还原
和
化学腐蚀
。化学腐蚀是金属
跟接触到的氧化性气体或氧化性液体等直接发生化学反应而引起
1 ． (2010· 广东理综， 23) 铜锌 原电池(如图)工作时，下列叙述正 确的是( )
A．正极反应为：Zn－2e ===Zn 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＋
答案
BC
原电池 金属的腐蚀与防护 基础盘点 一、原电池 1．定义 原电池是把 的装置。
(2)确定电极材料 如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金 属直接作负极；如为气体(如 H2)或溶液中的还原性 离子，可用惰性电极(如 Pt、碳棒)作负极。 发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活 泼。 (3)确定电解质溶液 一般选用反应物中的电解质溶液即可。 (4)构成闭合回路。 如根据以下两个反应设计的原电池如下表所示：
解析
该燃料电池的总反应为：2CH3OH(g)＋
3O2(g)===4H2O(l)＋2CO2(g)，由于在酸性溶液中正 极反应应为：O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)，两 式相减， 负极反应为： CH3OH(g)＋H2O(l)===CO2(g) ＋6H＋(aq)＋6e－。 答案 C
－ ＋
注意：①注意电解质溶液的酸碱性：酸性条件 用 H＋或 H2O 配平； 碱性条件用 OH－或 H2O 配平。 ②除考虑反应前后有电子转移的元素的原子得 失电子情况外，还必须考虑这些元素形成微粒在溶 液中的主要存在形式。 ③同时写出正、负极电极反应式时 ，要调整得 失电子数相等。
例 2 (2008· 宁夏理综， 10)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作用生成水和二氧化 碳。该电池负极发生的反应是( 2H＋(aq) B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l) C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq) D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－ ) A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋
源的正极，作阳极，发生氧化反应，电极反应式为： PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)
－ ＋SO2 4 (aq)
②燃料电池和普通电池不同，必须使用辅助电 极， 电极本身不参与反应， 所采用的燃料一般为 H2、 CH4、CH3OH 等，助燃剂一般为 O2(或空气)。
化学能
转 化 为 电能
2．原电池的构成条件 (1) 两 个 活动性不同 ( 两种金属 或
一种金属和一种可以导电的非金属
的电极
)。 (2)将电极插入 电解质溶液 中。 (3)用导线连接电极(或直接接触) 形成闭 合回路 。 (4)能自发进行 氧化还原 反应。
3．工作原理(以锌—铜原电池为例， 如图所示)
两电极反应式相加,与总反应式对照 验证
看环境 配守恒
两式加 验总式
2．复杂电极反应式的书写 复杂电极反应式 ＝ 总反应式 较简单一极的电极的电极反应式 如 CH4 酸性燃料电池中，负极反应式为： CH4＋2O2===CO2＋2H2O„„总反应式 ＋ － － (2O2 ＋ 8H ＋ 8e ===4H2O)„„正极反 应式 CH4＋2H2O－8e ===CO2＋8H „„负极 反应式
(3)牺牲阳极的阴极保护法—— 的阴极保护法——
电解
，(2)涂盖
防护层
，
原电池原理
，(4)外加电流
原理。
考点精讲
考点一 原电池的工作原理及正负极的判断 1．原电池的工作原理 ( － )Zn|CuSO4|Cu( ＋ ) 原电池工作原理如下所
示：
电池反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。 外电路：电子从负极流向正极，电流从正极流 向负极。
(3) 根据原电池中电解质溶液内离子的定向移 动判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子向正极 移动，阴离子向负极移动。 (4)根据原电池两极发生的反应来判断。原电池 的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电 子发生还原反应(不一定是电极本身得失电子， 特别 是正极)。 (5)根据现象判断。溶解的一极为负极，增重或 有气泡生成的一极为正极。
解析
由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋
得电子变成 Fe2＋被还原， I－失去电子变成 I2 被氧化， 所以 A、B 正确；电流计读数为零时 Fe3＋得电子速 率等于 Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态；D 项 在甲中溶入 FeCl2 固体，平衡 2Fe3＋＋2I－
＋＋I 向左移动，I 被还原为 2 2 2
I－，乙中石墨为正极，
D 不正确。 答案 D
规律方法 一极为正极。
判断正、负极的基础是氧化还原反
应，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的 即时巩固 1 将镁条、铝条平行插入盛有一定浓 度 NaOH 溶液的烧杯中，用导线和电流表连接成原 电池，装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正 确的是( )
内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极。 外电路、 内电路共同形成闭合电路， 形成电流， 从而使化学能转化为电能。 2．原电池的正负极的判断 讨论原电池正、负极的判断方法有： (1)由组成原电池的两极电极材料判断。由两种 金属(或一种金属与一种非金属 )作电极时，一般情 况下较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导 电的非金属为正极。 (2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由 正极流向负极；电子由负极流向正极。
Zn ＋+2MnO2 _________ ＋ 2H2O=== _________ 2MnOOH ＋ _________ Zn(OH)2 _________
Pb(s)-2e-+ —————— － 二次电池(铅 SO2 4 (aq) == —————— PbSO4(s) 蓄电池) ————
(aq) ==PbSO4(s) 2PbSO4(s)＋ _____________ 2H2O(l) ＋ 2H2O(l) ____________
例 1 (2009· 福建理综，11)控制适合的条件，将 反应 2Fe3＋＋2I－
2＋
＋I2 设计成如下图所示的 )
原电池。下列判断不正确的是(
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反 应 B．反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3＋被还原 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状 态 D． 电流计读数为零后， 在甲中溶入 FeCl2 固体， 乙中的石墨电极为负极电极名称 源自极材料 电极反应 反应类型 电子流向
负极
正极
Zn
Zn－2e 2＋ ===Zn
－
Cu
Cu ＋2e ===Cu
2＋
－
氧化反应
还原反应
由 负极 沿导线流向 正极
二、几种常见的化学电源
电池