学生 第2讲 原电池工作原理 化学电源.doc

化学反应原理 专题1 化学反应中的能量变化第2讲 原电池工作原理 化学电源知识梳理：1原电池原理 (5)盐桥的作用： 。 2化学电源(1)氢氧燃料电池用硫酸作电解质时负极： ，正极： 。正负极PH值及总溶液PH的变化？用NaOH作电解质时负极： ，正极： 。正负极PH值及总溶液PH的变化？用掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体电解质，在熔融状态下能传导O2-。负极： ，正极： 。思考：（1）书写燃料电池的电极反应式时，要注意什么？(2)若将氢气换成CH4或CH3OH，其电极反应式又如何？ 电解质电极名称CH4燃料电池H2SO4负极电极反应式正极电极反应式总反应式NaOH负极电极反应式正极电极反应式总反应式(2)二次电池(如铅蓄电池，H2SO4作电解液， 放电时：负极： ，正极： 。正负极的PH值如何变化？溶液的PH值如何变化？充电时：阴极： ，阳极： 。思考：充电时，蓄电池上的负极接电源的 极，作_极,蓄电池上的正极接电源的 极，作_极,3原电池原理应用(1)金属的腐蚀分为 、 。电化学腐蚀分类：析氢腐蚀：在金属外面的水膜呈 性时发生析氢腐蚀。负极： ，正极： 。吸氧腐蚀：在金属外面的水膜呈 性时发生吸氧腐蚀。负极： ，正极： 。总反应式： 溶液中的反应方程式：例题分析：1.电极的判断例1.如右下图所示，如果电流计偏转，a变粗，b变细，符合这种情况的是（ ）A.a是锌，b是铜，c是硫酸溶液B. a是铁，b是银，c是硝酸银溶液C. a是银，b是铁，c是硝酸银溶液D. a是铁，b是碳，c是氯化铜溶液例2（2010全国卷1）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：（激发态） 下列关于该电池叙述错误的是：A电池工作时，是将太阳能转化为电能 B电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电C电池中镀铂导电玻璃为正极 D电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少例3余杭高级中学第四次月考如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是Aa中铁钉附近呈现红色 Bb中铁钉上发生还原反应Ca中铜丝上发生氧化反应Db中铝条附近有气泡产生2.电极反应式的书写例4（08年宁夏理综10）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ACH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e- BO2(g)+4H(aq)+4e=2H2O(1)CCH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H(aq)+6e DO2(g)+2H2O(1)+4e=4OH例5（1）有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起博器的能源。它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。请写出两极反应的方程式。正极 _，负极 _。例62010届江苏省姜堰中学高三化学试卷12月（9分）LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 =4LiCl+S +SO2。（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）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2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 。3.金属活泼性的判断例7把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为 负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b极上有 大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( ) AabcdBacdb CcabdDbdca4原电池设计例8绍兴一中期末某原电池总反应为：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，下列能实现该反应的原电池是（ ）ABCD电极材料Cu、ZnCu、Ag Cu、CFe、Zn 电解液FeCl3Fe2（SO4）3Fe（NO3）2CuSO45学科内综合例9慈溪中学第二次月考控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如右图所示的原电池。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电流计读数为零时反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极例10将AsO+2I-+2H+ AsO+I2+H2O设计成右下图所示的电化学装，其中C1、C2均为碳棒。甲、乙两组同学分别进行下述操作：甲组：向B烧杯中逐滴加入浓盐酸 乙组：向B烧杯中逐置滴加入40%NaOH溶液下列描述中，正确的是（ ）A甲组操作过程中，C2做负极B乙组操作过程中，C1上发生的电极反应为： 2I2e=I2C两次操作过程中，微安表（G）指针的偏转方向相反D甲组操作时该装置为原电池，乙组操作时该装置为电解池6.新型电池例11、慈溪中学第二次月考一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现有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的混合气体，制作650时工作的燃料电池，其电池总反应是2COO22CO2。则下列说法中正确的是A. 通CO的一极是电池的正极 . 正极发生氧化反应 C. 负极电极反应是：O22CO24e2CO32D. 熔融盐中CO32的物质的量在工作时保持不变例122010安徽卷）某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解 质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2O22H2O，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：O22H2O4e4OHC.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D.H由a极通过固体酸电解质传递到b极例13（2010江苏卷）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W W W K S 5 U . C O M 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： O22H2O4e4OH 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14（09浙江卷）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：下列说法不正确的是A放电时，负极的电极反应式：Li-e-=Li+ C该电池不能用水溶液作为电解质B充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应 D放电过程中Li+向负极移动例15高铁电池是一种