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《原电池化学电源》复习学案
一•原电池
1. 概念 把 ______________ 能转化为 ______ 能的装置。

2. 工作原理：(以锌铜原电池为例)
成条件
⑴两个 _________________ 的电极。

(2)将电极插入 ___________________ 中o (3)用导线连接电极构成 _____________________
⑷能自发进行的 ____________________________ o
总之原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示:
电解质 溶液
问题:1・在原电池中是否较活泼金属一定作负极？
2. 怎样判断原电池的正负极？
(1) 根据电子流向：电子流出的一极是 _____ ;电子流入的一极是 _________ o
(2) 根据两极材料：一般较活泼金属为 _____ ；活泼性较弱的金属或能导电的非金属为 ________ (3) 根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子向 ______ 移动，阴离了向 _______ 移动。

(4) 根据原电池中反应类型及反应现象：
负极： _________ 电子，发生 ________ 反应，现象通常是 ________________________ 正极： __________ 电子，发生 ________ 反应，现象通常是 ________________________
二.化学电源
1. 一次电池
(1)碱性锌猛干电池总反应式：Zn+2MnO 2+2H 20=2Mn00H+Zn (OH) 2
负极反应： _______________________________________________ ； 正极反应： _______________________________________________ ；
(2)锌银电池
总反应式：Zn+Age+H 2O=Zn (OH) 2+2Ag 。

负极反应： ________________________________________________ ;
3.
电极名称
负极
正极
电极材料
电极反应
反应类型
电子流向
~还原反应
L 2H ++2e=H 2t
电池构
氧化反应
'
Zn-2e~=Zn 2+
-
失e ■沿导线传递，有电流产生
负极锌铜原
电池
正极
正极反应：________________________________________________ ;
2.二次电池（可充电，可多次重复使用）
铅蓄电池：H2SO4作电解质溶液时，总反应式：Pb+PbO2+2H2S04U^^2PbS04+2H20<> 充电
放电时的电极反应式：
负极：____________________________________________________ ;
正极：____________________________________________________
充电式的电极反应式：
阴极：____________________________________________________
阳极：______________________________________________________
问题:可充电电池充电时，电极与外接电源的正负极如何连接？发生什么变化？
3.燃料电池
⑴氢氧燃料电池
①______________________________________________________________ 用酸性电解质时：总反应：
负极：___________________________________________ ；
正极：____________________________________________ ;
②__________________________________________________________________ 用NaOH等碱性溶液时：总
反应：____________________________________________________________________
负极：____________________________________________ ；
正极：_______________________________________________ ；
（2）Oh燃料电池：电解质为KOH,总反应：________________________________________________ 负极：____________________________________________ ；
正极：______________________________________________
例1：一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（)
A. CHQH(g) +02(g)—2e> H20(l)+C02(g)+2H+(aq)
B. 02(g) +4H+ (aq) +4e_= =2出0⑴
C. CH3OH (g) +出0⑴-6e_=C02(g) +6H4" (aq)
D. 02(g) +2H20(l) +4e~= -40H~
例2・科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。

电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导0_。

下列对该燃料电池的说法不正确的是（）
A.在熔融电解质中，O'一由负极移向正极
B.该电池的总反应是C3H8+5O2=3CO2+4H2O
C.电路中每通过5 mol电子，约有5. 6 L标准状况下的丙烷被完全氧化
D.通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为C3H S-20e"+1002"=3C02+4^0
三、原电池电极反应式的书写
1. 一般电极反应式的书写步骤
列物质_按照负极发生___________ ■正极发生________
标得失—判斷出电极反应产物,找岀得失电子的数量
电极产物在电解质溶液的环境中应目篇定存在T
看环境_如碱|生介质中生成的屮应让其结合OH'生成水。

配守厨—电极反应式要根据守恒、_守恒和
I 守恒等加以配平
两式加_两电极反应式相加丫与总反应离子方程式对照验总式—验证
例3：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2COs和NazCOs的熔融盐混合物做电解质，CO为负极燃气，空气与C02的混合气体为正极助燃气，制得650°C下工作的燃料电池，完成下列反应时：正极： ___________________
负极：
2CO+2COF
二4C02+4e—
四、原电池原理的应用
总反应式：
1.加快氧化还原反应速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率 ____________ o
例4：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中加少量CuS(h溶液，下图中产生比的体积XL)与时间r(min)的关系，其中正确的是()
2•比较金属活动性强弱两种金属作原电池的两极时，其活泼性与正极、负极有什么关系？ _______________________
例5：有A、B、C、D四种金属。

将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。

将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。

将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。

如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析岀。

据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()
A. D、C、A、B
B. D、A、B、C
C. D、B、A、C
D. B、A、D、C
3.设计化学电源
例6：根据下列氧化还原反应设计两个原电池：
(1) Cu2++Fe=Fe2+ + Cu (2) 2EeCl3+Fe=3FeCl2o
要求：(1)画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯和盐桥。

(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。

（3）写出两个电极上发生的电极反应。

题组一原电池正、负极的判断与电极反应式的书写
1.研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH 为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的下列说法不正确的是（）
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时0茁向正极移动
D.总反应为2Li + 2H2O=2LiOH+H2 t
2.研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总
反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaC 1 =Na2Mn5Oio+2AgC 1
下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（）
A.正极反应式：Ag+Cl —e_=AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5Oio转移2 mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
3.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。

下列叙述不正确的是（）
A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析岀
B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu
C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电流正、负极，电压足够大时，C『+向铜电极移动
4.铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H20,研读下图，下列判断不正确的是（）
A. K 闭合时，d 电极反应式：PbSO4+2H20-2e_=PbO2+4H++SOf
B.当电路中转移0. 2 mol电子时，I中消耗的H2SO4为0. 2 mol
C.K闭合时，II中SO厂向c电极迁移
D. K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极
5.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 灯泡盐桥（装冇琼脂-
饱和KC1溶液）
C.在外电路中，电子从正极流向负极
D.盐桥中的K+移向ZnSOq溶液
题组二原电池原理的应用Eft
I 3O%H2SO4 n
6. Ag2（）2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH溶液中加入适量AgNOs溶液，生成Ag^O沉
淀，保持反应温度为80 °C,边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。

反应方程式为2AgN03+4K0H+K2S208^^Ag2021 +2KN0B+2K2S04+2H,0
回答下列问题：
(1)±述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是______________________________________________
(2)银锌碱性电池的电解质溶液为K0H溶液，电池放电时正极的Ag2()2转化为Ag,负极的Zn转化为K2Zn(0H)4,写
出该电池反应方程式： _________________________________________
(3)准确称取上述制备的样品(设仅含Ag2()2和Ag20) 2. 588 g,在一定条件下完全分解为Ag和O2,得到224. 0 mL 02 (标准状况下)。

计算样品中Ag202的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)o
7.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的钳粉, 钳吸附气体的能力强，性质稳定。

请回答：a^b
(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是_____________________ ,在导线中电子流动方向为
_______ (用a、b表示)。

(2)负极反应式为______________________________________
(3)电极表面镀钳粉的原因是___________________________________________ KOH溶液
(4)该电池工作时，比和02连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。

因此，大量安全储氢是关键技术之一。

金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
I ・ 2Li+H2^^2LiH II. LiH+H20=Li0H+H21
①反应I中的还原剂是_______________ ,反应II中的氧化剂是__________________o
②已知LiH固体密度为0. 82 g・cm"3,用锂吸收224 L(标准状况)比，生成的LiH体积与被吸收的比体积比为
③由②生成的LiH与也0作用，放出的比用作电池燃料，若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为
________ molo
题组一原电池原理及其应用
1.理论上不能用于设计成原电池的反应是()
A.HCl+NaOH=NaCl+H2O
点燃
B.2CH3OH(1) + 302(g) 2^2C02(g) +4H20(l) A^<0
C.4Fe (OH) 2(s)+ 2H20 (1) + O2 (g) =4Fe (OH) 3(s) △亦0
D.2H2(g) +02(g) =2H20(l) A XO
2.
X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极, X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为()
A. X>Y>Z
B. X>Z>Y
C. Y>X>Z
D. Y>Z>X
3. (2011・吉林模拟)依据氧化还原反应：2Ag+ (aq) +Cu(s) =Cu2+ (aq) +2Ag(s)设计的原电池如下图所示。

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。

题组二原电池正、负极的判断和电极反应式的书写
4.将两个钳电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH。

和02,构成甲烷燃料电池。

已知，通入CH“的一极，其电极
反应式是CH4 +100H—8e- =C03-+7H20；通入O2的另一极，其电极反应式是202+4H20+8e~=80H_o下列叙述不正确的是()
A.通入C汕的电极为负极
B.正极发生氧化反应
C.燃料电池工作时，溶液中的0H一向负极移动
D.该电池使用一段时间后应补充K0H
7•⑴将A1片和Cu片用导线相连，插入稀H$0冲组成原电池，写出电极名称及电极反应式：
A1 片() _________________________________________________________ ,
Cu 片( ) _____________________________________________________ o
(2)_______________________________________________________________ 若将A1片和Cu片用导线相连，插入浓HNOs中能否组成原电池？__________________________________________________ (填“能”或“不能”)，若能组成原
电池，写出电极名称及电极反应式：
A1 片() ____________________________________________________ ,
Cu 片( ) ___________________________________________ 。

题组三综合探究
8. Li-SOCL电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2o电池的总反应可表示为4Li+2S0Cl2=4LiCl +S +SO2 f。

请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为________________ ,发生的电极反应为 ________________________ ;
(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________
(3)_______________________________________________________________________ S OC12易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCL,有Na2S03和NaCl生成。

如果把少量水滴到SOCL中，实验现象是 __________ ，反应的化学方程式为______________________________________________ ;
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。