原电池和化学电源

原电池和化学电源一、原电池1．能量的转化原电池：将_____能转变为_____能的装置。

电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。

2、Cu-Zn原电池工作原理3、构成原电池的条件（1）有一个自发进行的_______________反应（2）装置①要有电极材料②电解质溶液③组成闭合回路（外、内）电解质溶液：电解质中阴离子向____极方向移动，阳离子向______极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。

4．几种常见的电池电池的评价比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。

比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。

质量轻、体积小而输出电能多、功率大、可储存时间长，更适合使用者的需要。

(1)一次电池：放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。

干电池：一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动。

碱性锌锰电池构成：负极是_____，正极是_______，电解质是KOH负极：___________________________________________正极：___________________________________________总反应式：_______________________________________特点：比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。

(2)二次电池①铅蓄电池放电电极反应：_______________________________负极：_______________________________________正极：_______________________________________总反应式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)②镍一镉碱性蓄电池负极：Cd+2OH－－2e－=Cd(OH)2；正极：2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni(OH)2+2O H－总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H2O 2N i(OH)2+ Cd(OH)2(3)燃料电池除氢气外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。

燃料电池的能量转化率高于80％，远高于燃烧过程（仅30％左右），有利于节约能源。

燃料电池有广阔的发展前途。

5．原电池原理的应用(1)制造各类电池(2)金属的腐蚀与防护(3)判断金属的活泼性(4)加快反应速率例1、某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见右图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e－＝4OH－C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极例2、右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。

下列说法正确的是A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为：O2+2H2O+4e－＝4OH－C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化例3、某燃料电池所用的原料为H2和空气(含一定量的CO2)，电解质为熔融的K2CO3。

电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，负极反应为：H2+CO32－-2e－= H2O+CO2。

下列说法中正确的是A．正极反应为：4OH－＋4e－=2H2O+O2↑B．电池放电时，电解质中CO32-的物质的量将减小C．放电时，电解质中CO32－向负极移动D．电池工作时，电子从正极经外电路流向负极例4、肼（N2H4）－空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。

电池总反应为：N2H4＋O2＝N2↑＋2H2O。

下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是A．负极的电极反应式是：N2H4＋4OH－－4e－＝4H2O＋N2↑B．正极的电极反应式是：O2＋4H＋＋4e－＝2H2OC．溶液中阴离子向正极移动D．溶液中阴离子物质的量基本不变例5、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)，下列说法错误的是A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e－=Mn2O3(s)+2OH－(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mo l电子，锌的质量理论上减小6.5g电解池（一）电解原理和规律电解池1．能量转化：将电能转变为化学能的装置。

电解：电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。

电解是最强有力的氧化还原手段。

2．电解池的构造和阴阳极的判断(1)电解池的构造(2)阴阳极的判断3、放电顺序：阳极：看_____电子能力①金属材料作电极时：（根据金属活动性）金属失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。

②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：F- <含氧酸根< OH- <Cl- <Br-<I-< S2-阴极: 看_____电子能力Na+ < Al3+ < Fe2+ < H+ < Cu2+ < Fe3+ < Ag+放电的顺序取决于：离子的本性、离子浓度、电极材料Na+ < Al3+ < Fe2+ < H+ < Cu2+ < Fe3+ < Ag+F- <含氧酸根SO42-< OH- <Cl- <Br-<I-< S2-<金属说明：①阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律。

②电解过程中析出的物质的量（或析出物质的质量）：在电解若干串联电解池中的溶液时，各阴极或阳极所通过的电量相等，析出物质的量取决于电路中通过的电量。

总结:1、阳极产物：____________________________________2、阴极产物：_____________________________________阴极：发生___________反应的电极。

与电源________相连的电极。

阳极：发生____________反应的电极。

与电源__________相连的电极。

放电：离子在电极失去或得到电子，发生__________反应的过程。

电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。

电解池：把电能转变为化学能的装置。

分析电解反应的一般思路：例1．用电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和硫酸钠溶液一段时间，假设电解时温度不变且用惰性电极，下列说法不正确的是A．当电池负极消耗m g气体时，电解池阴极有m g气体生成B．电解池的阳极反应式为：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑C．反应后，电池中n(KOH)不变；电解池中溶液pH变大D．电解后，c(Na2SO4)不变，且溶液中有晶体析出例2．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。

下列说法正确的是A．NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极例3．电解2L 4mol/L的NaCl溶液，当电路中通过0.02mol电子时，若不考虑由于电解而引起的溶液体积的变化，则溶液的pH为A．2 B．7 C．11 D．12例4．Na2SO4和CuSO4的混合溶液1L，硫酸根离子的浓度为2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L(标准状况)气体，则原溶液中c(Na+)为A．0.5mol/L B．1mol/L C．1.5mol/L D．2mol/L例5．右图①为直流电源，②为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，③为电镀槽。

接通电路后发现②上的d点显红色。

为实现铁上镀锌，接通K后，使c、d两点短路。

下列叙述不正确的是A．a为直流电源的负极B．c极发生的反应为2H++2e－=H2↑ [来源:学。

科。

网Z。

X。

X。

K]C．f电极为锌板D．e极发生还原反应例6．若用右图装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是通电后现象或结论2HKC l和CuCl2混合溶液相同条件下，总体积可能相等Fe(OH)3胶体和导电液b例7．取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。

则下列说法错误的是A．b电极是阴极B．a电极与电源的正极相连C．电解过程中水是氧化剂D．b电极附近溶液的pH变小例8．下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00％的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和l00g 10.00％的K2SO4溶液。

电极均为石墨电极。

(1) 接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47％，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：①电源的N端为______________极；②电极b上发生的电极反应为____________________________；③计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：______________；④电极c的质量变化是______________g⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液________________________________________________；乙溶液________________________________________________；丙溶液________________________________________________；(2) 如果电解过程中铜全部析出。

此时电解能否继续进行，为什么?_____________________________________________________。

电解池（二）电解应用一、氯碱工业目的：电解饱和NaCl溶液，制取NaOH、H2、Cl2 ，并以它们为原料生产一系列化工产品技术上必须考虑的问题：1. NaCl溶液的精制去除有影响的Ca2+、Mg2+、SO42-2. Cl2对NaOH溶液的影响3. H2与空气、Cl2的安全问题氯碱工业-阳离子交换膜•阳离子交换膜的特点：只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体分子通过•作用：（1）阻止了H2、Cl2混合，避免了爆炸；（2）阻止了Cl2与NaOH反应；（3）极大地降低了碱液中NaCl的含量。