原电池一轮复习

4. 原电池的设计
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池，画出示 意图，写出电极反应 ① 前提：自发放热的氧化还原反应 ② 分解为氧化反应和还原反应两个半反应 负极：Fe - 2e- =Fe2+ 负极材料：Fe 正极材料：Cu或石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属 电解质溶液：CuSO4溶液（铜的可溶性盐） 正极：Cu2＋＋2e- = Cu ③ 以两极反应为原理，确定电极及电解质溶液
(六) 燃料电池 特点： ①高效、低污染电池。 活化电极：铂电极、活性碳电极等。 电解质溶液一般为KOH溶液。 ②本质为燃料燃烧，化学能→电能，能量转化 率高于燃料燃烧。 写出H2 | KOH(aq)|O2电极反应式 写出H2 | H2SO4(aq)|O2电极反应式
练习：
1. 写出CH4 | KOH(aq)|O2电极反应式
(三)纽扣式银锌电池
电池反应：Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2 Zn(-)：Zn-2e- + 2OH- = Zn(OH)2 Ag2O(+)：H2O + 2e- + Ag2O = 2Ag + 2OH-
(四)铅蓄电池 放电时：化学能→电能，为原电池
充电时：电能→化学能，为电解池
3. 原电池正、负极判断方法
注意： (1) 活泼性强的金属不一定作负极，但负极 一定发生氧化反应。 Mg | NaOH(aq) | Al 电池中，Al为负极。 Fe | HNO3(浓) | Cu 电池中，Cu为负极。 (2) 负极本身不一定参加反应。如燃料电池 ， 负极材料不参加反应，只起 导电作用。
还原剂失去 的电子从锌 极流出
经外电路
流入铜极
负极
还原剂(Zn)失 去电子，发生 氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
正极 氧化剂(H+)在铜 极上得到电子， 发生还原反应 2H+ +2e-=H2↑ 电流方向
Zn2+ H+ SO42-
(2)电子方向和电流方向： ①电子从负极流出经外电路流入 正极 ； 溶液中不存在电子 ②电流从正极流出经外电路流入 负极 。 (3)离子的迁移方向： 电解质溶液中，阴离子向 负 极区迁移， 阳离子向 正 极区迁移。 阴离子向发生氧化反应那极迁移（电解池相同）
原电池
化学电源
考纲要求 1.理解原电池的构成、工作原理及应用 2.能书写电极反应式和总反应方程式
3.了解常见化学电源的种类及其工作原理
一、原电池 1．定义
2. 构成条件
(1) 反应自发进行且△H< 0的氧化还原反应 (2) 通常活动性不同的两电极（或都为惰性电极） 活泼电极：活泼金属。惰性电极：石墨、铂电极 (3) 形成闭合回路。 （外电路导线连接，内电路电解质溶液相通。 双池原电池，两池用盐桥相连） (4) 电解质溶液：酸、碱、盐等，或熔融盐等
（1）一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时， 为了加快反应速率又不影响生成H2的总量， 可采取的措施是( ) 答案：D
A．加入少量稀NaOH溶液
B．加入少量CH3COONa固体 C．加入少量NH4HSO4固体 D．加入少量CuSO4溶液 （2）为了减慢反应速率又不影响生成H2的总量
改变Zn与H＋反应速率的方法
2. 写出CH4 | H2SO4(aq)|O2电极反应式
3. 写出 CH3OH | KOH(aq)|O2电极反应式
4. 写出CH3OH与O2在熔融氧化物（高温下能
传导O2-）中燃烧的电极反应式
5. 写出CH3OH与O2在熔融碳酸盐（高温下能
传导CO32-）中燃烧的电极反应式
1．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通 高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放 电电压。该电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋ 8H2O 放电 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。 (1)放电时负极反应为_____________________， 正极反应为_____________________________。 (2)放电时电子由________极流向________极。 (3)放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数 是___________。
稀硫酸
总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑ 负极： 2 Al+ 8OH-- 6e- =2AlO2- +4H2O
正极：6H2O + 6e- =3H2↑ + 6OH总反应：
2Al+ 2OH- +2H2O =2AlO2- + 3H2 ↑
负极： 2Fe - 4e- + 4OH- = 2Fe(OH)2 正极： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH总反应： 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2
C．D>A>B>C
B．C>D>A>B
D．A>B>D>C 答案：C
2. 将镉(Cd)浸在氯化钴(CoCl2)溶液中，发生反 应的离子方程式为：Co2＋(aq)＋ Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)(aq表示溶液)，如 将该反应设计为如图的原电池，则下列说法 一定错误的是
A．Cd作负极，Co作正极 B．原电池工作时，电子从负极沿导线流向正极 C．根据阴阳相吸原理，盐桥中的阳离子向负极 (甲池)移动 D．甲池盛放CdCl2溶液，乙池盛放CoCl2溶液
答案：C
化学电池 1.概念: 将化学能变成电能的装置
①一次电池又称不可充电电池—干电池
2.分类: 锌锰电池、银锌纽扣电池等
②二次电池又称充电电池—蓄电池
③燃料电池：氢氧/甲醇燃料电池
(一)普通锌锰电池
锌筒 石墨棒 NH4Cl,ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
电池反应： Zn+2MnO2+2NH4Cl= Mn2O3 +2NH3 +ZnCl2+H2O Zn(-)：Zn-2e- = Zn2+
原电池原理应用
1. 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
____ 的金属活泼。 负极 的金属比作正极 2．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 增大 。例如，在Zn与稀H2SO4 池，反应速率_____ 反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应 速率加快。
总反应式为：
Pb + PbO2 + 2H2SO4
放电
2PbSO4 + 2H2O
Pb(-): Pb + SO42- - 2e - = PbSO4
PbO2(+): PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - = PbSO4 + 2H2O
放电后，硫酸浓度下降。铅蓄电池工作时，当 电路中转移1 mol电子 时，负极________g 增加 48 ， 增加 32 正极________g
(五)镉镍电池 负极材料：Cd 正极材料：涂有NiO2，
放电
电解质：KOH溶液，反应式如下：
NiO2+Cd+2H2O 写出电极反应式。
充电
Ni(OH)2+ Cd(OH)2
负极：Cd - 2e- + 2OH- = Cd(OH)2
(六) 燃料电池
燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和 氧化剂连续地由________ 外部 供给。
(4) 溶液pH变化
电极区pH变化由电极反应式分析 原电池pH变化由电池总反应式分析 例：分析Fe | NaCl(aq) | C 正负极区pH变 化与电池pH变化
(5)两种装置的比较：
U形管内的琼脂浸泡KCl、KNO3等盐溶液
①盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路 b.平衡电荷（溶液中离子不能通过盐桥）。 ②装置Ⅰ中Zn与Cu2＋直接接触，会有部分Zn 与Cu2＋直接反应，化学能转化为热能，造成 能量损耗；装置Ⅱ中，Zn在负极区，Cu2＋在 正极区，不存在Zn与Cu2＋的直接反应，减少 能量损耗，电流稳定，且持续时间长。
充电时： － 2－ PbSO4＋2e ===Pb＋SO4 ； ①阴极反应：_________________________ ②阳极反应： － ＋ 2－ PbSO4－2e ＋2H2O===PbO2＋4H ＋SO4 ； ______________________________________ ③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)== Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 注意： 充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程 ， 充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程
(1)加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应
速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入 CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的 量，应根据Zn、H＋的相对量多少判断。 (2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H＋反应， 使c(H＋)减小，反应速率减小，但不影响生 成H2的量。
3．用于金属的防护 使被保护的金属制品作原电池 正极 而得到保 护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁 桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌 做原电池的负极。
④ 画出示意图
1．有A、B、C、D四种金属，做如下实验：① 将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中， B不易腐蚀；②将A、D分别投入等物质的量 浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；③将铜浸入 B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸放C 的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们 的活动性由强到弱的顺序是( ) A．A>B>C>D
3．有一种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄纸质电池， 在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大 小的“电纸”，纸内的离子“流过”水和氧化锌组 成的电解质溶液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋ H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是
A．该电池的负极材料为锌 B．该电池反应中二氧化锰发生了还原反应 C．电池的正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===
C(+)：2NH4++2e-+2MnO2=Mn2O3 +2NH3 +H2O
(二)碱性锌锰电池 优点：提供较大电流， 并连续放电
电池反应：2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
Zn(-)：Zn-2e- + 2OH- = Zn(OH)2
Cu(+)：2H2O +2e- + 2MnO2=2MnOOH +2OH-
D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化 答案：D
6. 分析下图所示四个原电池装置，其中结论正确的是
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为 6H2O＋6e－ = 6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－= Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－= H2↑
MnOOH＋OH－
D．当有0.1 mol锌溶解时，流经电解质溶液的电子数为
1.204×1023
4. 如图所示的装置能够组成原电池产生电流 的是 B
5．下列有关原电池的说法中正确的是(
A．在内电路中，电子由正极流向负极
)
B．在原电池中，相对较活泼的金属作负极，
不活泼的金属作正极
C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生
Fe Cu
NaCl溶液
负极： Cu -2e- = Cu 2+ 正极： 4H+ +2NO3- + 2 e- = 2NO2↑ + 2H2O 总： Cu + 4H+ +2NO3－=2NO2 + Cu 2+ + 2H2O
3．工作原理(以铜锌原电池为例)：
(1)电极反应： 锌是 负 极， 失 电子发生 氧化 反应， Zn－2e－= Zn2＋ _________________ ； 铜是____ 正 极， 得 电子发生 还原 反应， __________________ 。 Cu2＋＋2e－==Cu
（3）电极反应 ①负极：氧化反应。负极反应式：R - ne- = Rn+ ②正极：还原反应。正极反应式：An+ + ne- = A （4）原电池反应 a. 自发的氧化还原反应即为电池反应
b. 正极、负极反应式联立消去电子，得反应。
要考虑溶液中的其它离子影响。
负极： Mg - 2e- = Mg2+ 正极： 2H+ + 2e- = H2↑
来自百度文库
1．将Ⅱ中盐桥换成铜导线是否可行？
不可行。原电池放电时，电子走外电路(导线)， 离子走水路(溶液)。外电路是电子的定向移 动，内电路(溶液中)是阴、阳离子的定向移 动，电子不通过内电路。
2．(2015年长春调研)下图为一原电池装置， 下列叙述中正确的是( )
A．铜离子在铜片表面被还原 B．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．铜是阳极，铜片上有气泡产生