原电池化学电源.doc

[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。

一、原电池的工作原理1．概念原电池是能把________转变为________的装置。

2．工作原理（以锌铜盐桥原电池为例）电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型电子流向盐桥中离子移向（盐桥含饱和KCl溶液）3．原电池的形成原电池的构成前提条件(1)有______________或熔融电解质(2) ______________的两电极(3)形成____________4.盐桥的组成和作用(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

(2)盐桥的作用：【思考】单池原电池和盐桥原电池的对比两装置的相同点：不同点：关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。

【例1】在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是( )。

即时训练1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形管)构成一个原电池。

以下有关该原电池的叙述正确的是( )。

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－===Ag③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A．①②B．②③C．②④D．③④即时训练2．有关电化学知识的描述正确的是( )A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池13-14学年高三第一学期化学导学案总第（13-1 ）期姓名：班级: 学号：出题人:陆艳梅审核人：孟凡荣理论模块一轮复习（原电池工作原理）【例2】分析下图所示的四个原电池装置，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↑【小结】原电池正、负极判断方法二、原电池原理的应用1．用于金属的防护2．设计制作化学电源3．比较金属活动性强弱4．加快氧化还原反应的速率【例3】请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。

请写出电极反应式：负极________________________，正极___________________________。

并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。

【小结】原电池的设计方法分析氧化还原反应，标出变价元素价态。

①还原剂作负极。

②选一种活泼性差的金属或非金属作正极。

③含得电子离子的电解质形成电解质溶液。

【例4】把适合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示)(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是________。

(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是________(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是________。

【练习】1．关于原电池的叙述正确的是( ) A．原电池工作时，电极上不一定都发生氧化还原反应B．某可逆电流充、放电时的反应式为Li1－x NiO2＋x Li LiNiO2，放电时此电池的负极材料是Li1－x NiO2C．铅、银和盐酸构成的原电池工作时，铅板上有5.175 g铅溶解，正极上就有1 120 mL(标准状况)气体析出D．在理论上可将反应CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH<0设计成原电池2．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)( )A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为导体时，A端低B端高D．当杠杆为导体时，A端高B端低三、化学电源以及电极反应的书写 1．一次电池 （1）银锌纽扣电池银锌纽扣电池的电极分别是Zn 和Ag 2O ，电解质溶液是KOH 溶液，电池反应的产物是Zn(OH)2 和Ag ，则其电极反应和电池反应为：负极：正极： 电池反应方程式： 【例1】某种钮扣电池的电极材料为Zn 和Ag 2O ，电解质溶液为KOH 溶液．该电池的总反应是： Zn ＋Ag 2O ＝2Ag ＋ZnO ，下列说法正确的是 （ ） A ．Zn 极为负极，其电极反应为：Zn ＋2OH －－2e －＝ZnO+H 2O B ．Ag 2O 极为负极，其电极反应为：Ag 2O+H 2O －2e －＝2Ag ＋2OH －C ．电池放电过程中，负极周围溶液的pH 不断增大D ．该电池用完后，可作为普通垃圾处理，因为它不会造成环境污染 （2）碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池的负极为锌，正极为金属棒，其电池反应方程式：Zn+2H 2O+2MnO 2 =2MnOOH+Zn(OH)2，则电极反应为： 负极： 正极： 2.二次电池（1）铅蓄电池铅蓄电池正极板上覆盖着 ，负极板上覆盖着 ，电解质是一定浓度的 ，负极电极反应为： 正极：放电时总反应方程式： 铅蓄电池的充电反应是上述反应的逆反应： 阴极阳极总反应【例2】铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时电解液中H 2SO 4的浓度将变_________；当外电路通过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加________g 。

(2)在完全放电耗尽PbO 2和Pb 时，若按右图连接，电解一段时间后， 则在A 电极上生成________，B 电极上生成____________，此时铅 蓄电池的正负极的极性将________。

（2）镍镉蓄电池正极(镍)上有Ni(OH)3，负极主要是镉(含有一些铁)，所用电解质为KOH 溶液。

放电时发生的电极反应式：负极：Cd+2OH --2e-=Cd(OH)2 正极：2Ni(OH)3 +2e-= 2Ni(OH)2+2OH - -电池总反应式： 3.燃料电池燃料电池中，电极的导电材料一般为多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。

优点： （1）氢氧燃料电池一般用30％K0H 溶液作这种电池的电解质溶液。

电极可用含有催化剂的多孔石墨电极(负极中催化剂可用铂或钯，正极中催化剂可用AgO 或CoO)。

其放电时电极反应：酸性碱性 反应类型负极反应式 正极反应式总反应式（2）甲烷燃料电池 电解质溶液为氢氧化钾溶液，电极反应为：正极： 负极： 总反应：【例3】甲醇燃料电池的结构示意图。

甲醇在催化剂作用下提供质子(H +)和电子。

电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。

电池总反应式为：2CH 3OH ＋3O 2＝2CO 2＋4H 2O 。

下列说法中正确的是 （ ） A ．右边的电极为电池的负极，b 处通入的是空气B ．左边的电极为电池的负极，a 处通入的是甲醇C ．电池负极的反应式为：CH 3OH+H 2O －6e －=CO 2+6H +D ．电池的正极反应式为：O 2+2H 2O+4e －=4OH －【讨论】根据上述原电池电极反应，总结如何书写原电池的电极反应。

13-14学年高三第一学期 化学导学案总第（ 13-2 ）期 姓名： 班级: 学号：出题人: 陆艳梅 审核人：孟凡荣 理论模块一轮复习（化学电源）【小结】电极反应的书写：1．一般电极反应式的书写(1)列物质标得失——按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。

(2)看环境配守恒——电极产物在电解质溶液环境中，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。

电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。

(3)两式加验总式——两电极反应式相加，与总反应对照验证。

2．复杂电极反应式的书写复杂电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式四、可逆反应与原电池的工作原理【例4】．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I －2Fe2＋＋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．检流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．检流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极【随堂练习】1、被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。

在纸内是离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。

电池总反应为Zn+2 MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。

下列说法正确的是（）A．该电池的正极为锌B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C．当O.1molZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023D．电池正极反应式为：2Mn02+2e一+2H2O 2MnO(OH)+2OH-2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。

用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，可制得在650℃下工作的燃料电池。

已知该电池总反应为：2CO+O2＝2CO2。

则下列说法中正确的是（）A．通CO的一极是电池的正极B．正极反应式为：2CO+2CO32－→4CO2+4e－C．负极反应式为：O2+2CO2+4e－→2CO32－D．该电池工作过程中需不断补充CO和O2，CO2可循环利用3.如图所示是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计，其指针总是偏向电源正极。

(1)As(砷)位于元素周期表中第四周期ⅤA族，则Na3AsO4溶液的pH________(填“＞7”“＜7”或“＝7”)。

(2)向B杯中加入适量较浓的硫酸，发现G的指针向右偏移。

此时A杯中的主要实验现象是____ __________________，D电极上的电极反应式为__________________。

(3)一段时间后，再向B杯中加入适量的质量分数为40%的氢氧化钠溶液，发现G的指针向左偏移。