专题六 第二单元 化学能转化为电能学案

专题六第二单元化学能转化为电能学案

一、原电池

1、定义：把转变为的装置。

2、本质：。

3、构成原电池的一般条件：

①。（一般作负极）

②。

③。

④。

➢Al︱NaOH︱Mg 负极：；Cu︱浓HNO3︱Fe 负极：。[练习1]在如下图所示的10个装置中，属于原电池的有。

二、原电池的工作原理

➢电极反应：

；

。

➢外电路：经导线从极→极；

➢电解质溶液：→负极，→正极。

➢电极反应：

；

。

➢盐桥：→负极，→正极。

➢盐桥作用：沟通内电路，产生持续、稳定的电流。

三、电极反应式的书写

四、原电池原理的应用

1、加快反应速率（纯Zn与稀H2SO4反应，要使速率加快，可加。）

2、比较金属的活泼性强弱（如：A、B两电极构成的原电池）

3、金属的防护（牺牲）如：轮船贴。

正极：；负极：。

4、设计原电池（设计2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2）

五、化学电源（一次电池、二次电池、燃料电池）

1、一次电池

①普通锌锰干电池（总反应：Zn＋2NH4＋＋2MnO2=Zn2＋＋2NH3↑＋Mn2O3＋H2O）

负极：；

正极：。

➢碱性锌锰干电池（总反应：2MnO2＋Zn＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2；电解质为KOH）

负极：；

正极：。

②银锌钮扣电池（总反应：Zn＋Ag2O＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2；电解质为KOH）

负极：；

正极：。

2、二次电池

①铅蓄电池（总反应：）

放电→（放电时H2SO4的浓度。）

极：；

极：。

充电→

极：；

极：。

3、燃料电池

注：①氧化剂和还原剂不是全部储藏在电池内，而是在工作时不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。②燃料电池能连续不断地提供电能。③燃料做负极

．．．．．．．．。④电极材料一般不参

．．．．．，助燃剂氧气为正极

加化学反应，只起传导电子的作用。

①氢氧燃料电池

②CH4燃料电池（CH4 | OH－| O2）

总反应：；

正极：；

负极：。

[练习2]CH3OH燃料电池（CH3OH | OH－| O2）

总反应：；

正极：；

负极：。

③铝—空气—海水燃料电池（海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。）

负极：；

正极：；

总反应：。

➢补充：有氧气参加的燃料电池正极反应式的书写

(1)熔融的氧化物(有O2－迁移)：；

(2)酸性条件(如硫酸)：；

(3)碱性条件(如KOH溶液)：；

(4)熔融的盐(如K2CO3并在通O2的一极通CO2)：。

[练习3]一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体，电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料的说法正确的是(双选)( ) A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极

B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2―→8CO2＋10H2O

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O

[练习4]（2000年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

负极反应式：2CO + 2CO32- -4e－== 4CO2

正极反应式：；电池总反应式：。

[练习5]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。

高铁电池的总反应为3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 充电

放电

3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O

下列叙述不正确

．．．的是（）

A．放电时负极反应为：Zn—2 e－+2OH—= Zn(OH)2

B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3—3e－+ 5 OH—= FeO 2

4

+ 4H2O

C．放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化

D．放电时正极附近溶液的碱性增强

[练习6]某原电池的总反应的离子方程式为：2Fe3++Fe ＝3Fe2+，

不能实现该反应的原电池组成是（）

A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液

B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液

C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液

D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液

[练习7]市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、碳粉、木屑与少量氯化钠、水等。它在使用之前需用塑料袋与空气隔绝。使用时启开塑料袋上的气孔，轻轻揉搓就会放出热量来。当使用完后还会发现有铁锈生成。依上述现象回答：

（1）“热敷袋”放出的热量的利用是利用铁发生反应放出的热量。

（2）碳粉的主要作用是

(3) 加入氯化钠的作用是

（4）试写出上述变化过程中的电极反应式方程式：

负极：，正极：。

[练习8]依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s)请回答下列问题：

(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是___________；

(2)银电极为电池的______极，发生的电极反应为________________________；X电极上发生的电极反应为____________________________；

(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。

Y CuSO4溶液