第20讲 原电池原理

1、第第2020讲讲 原电池原理原电池原理考纲导学第第2020讲讲 考纲导学考纲导学考纲要求考纲要求命题预测命题预测1.了解原电池的工了解原电池的工作原理，能写出电极反作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种了解常见化学电源的种类及其工作原理。类及其工作原理。 2.理解金属发生电化理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。蚀的措施。1.原电池的工作原理。运用原电池原电池的工作原理。运用原电池工作原理书写电极方程式或正误判断，工作原理书写电极方程式或正误判断，以及金属腐蚀的类型判断与防护是近几以及

2、金属腐蚀的类型判断与防护是近几年高考的重点，常以选择或填空的形式年高考的重点，常以选择或填空的形式进行考查，难度中等。进行考查，难度中等。 2.对新型化学电源的考查。近年来对新型化学电源的考查。近年来这一考点成为高考命题的必考点和区分这一考点成为高考命题的必考点和区分点，通常是以新型点，通常是以新型(燃料电池、固体熔燃料电池、固体熔融电解质等融电解质等)电池，对其工作原理分析电池，对其工作原理分析及电极方程式的书写为主，难度较大。及电极方程式的书写为主，难度较大。 要点探究 探究点一原电池的工作原理探究点一原电池的工作原理 第第2020讲讲 要点探究要点探究【知识梳理】 1原电池原电池把把_转

3、化为转化为_的装置。的装置。2形成条件形成条件(1)两个电极由两种两个电极由两种_不同的金属或由不同的金属或由_的材料的材料(非金属或某些氧化物等非金属或某些氧化物等)组成。组成。(2)电解质溶液。电解质溶液。(3)形成闭合回路。形成闭合回路。化学能化学能电能电能金属活动性金属活动性金属和其他导电金属和其他导电 第第2020讲讲 要点探究要点探究3原电池的两极原电池的两极负极：活泼性负极：活泼性_的金属，发生的金属，发生_反应。反应。正极：活泼性正极：活泼性_的金属或导体，发生的金属或导体，发生_反应。反应。4电极反应式的书写和电子移动方向电极反应式的书写和电子移动方向(如图如图201)强强氧

4、化氧化弱弱还原还原第第2020讲讲 要点探究要点探究(1)电极反应式的书写电极反应式的书写负极：负极：_，电极反应式：，电极反应式：_。正极：正极：_，电极反应式：，电极反应式：_。电池反应：电池反应：_。(2)电子移动方向电子移动方向电子由电子由_释放，经释放，经_沿导线流入沿导线流入_，电解质溶液中的电解质溶液中的_移向正极，在其表面得电子被移向正极，在其表面得电子被_，形成一个闭合回路。，形成一个闭合回路。Zn片片Cu片片ZnCu2=Zn2Cu负极负极外电路外电路正极正极阳离子阳离子还原还原第第2020讲讲 要点探究要点探究【要点深化要点深化】1原电池原理图解原电池原理图解 第第2020

5、讲讲 要点探究要点探究 2原电池电极的判断和电极方程式的书写原电池电极的判断和电极方程式的书写 (1)原电池正负极的判断原电池正负极的判断第第2020讲讲 要点探究要点探究第第2020讲讲 要点探究要点探究第第2020讲讲 要点探究要点探究例例12010广东卷广东卷铜锌原电池铜锌原电池(如图如图204)工作时，工作时，下列叙述正确的是下列叙述正确的是() 【典例精析典例精析】BCA正极反应为正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为电池反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从负极流向正极在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的盐桥中的K移向移向ZnSO4溶液溶液 探究点二化学电源探究点二化

6、学电源第第2020讲讲 要点探究要点探究【知识梳理】 1一次电池一次电池碱性锌碱性锌锰干电池锰干电池电池反应：电池反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2负极：负极：_，正极：，正极：_，电解质：，电解质：KOH。负极反应：负极反应：_。正极反应：正极反应：_。ZnMnO2Zn2OH2e=Zn(OH)2第第2020讲讲 要点探究要点探究第第2020讲讲 要点探究要点探究 3燃料电池燃料电池 (1)燃料电池与前几种电池的差别：氧化剂与还原燃料电池与前几种电池的差别：氧化剂与还原剂在工作时剂在工作时 ；反应产物；反应产物 ；能；能量转化率高量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，

7、普通的只有30%，有利于节约，有利于节约能源。能源。 (2)氢氧燃料电池氢氧燃料电池 酸性电解质酸性电解质 负极：负极： ； 正极：正极： ； 总反应：总反应： 。不断补充不断补充不断排出不断排出 第第2020讲讲 要点探究要点探究碱性电解质碱性电解质负极：负极： ；正极：正极： ；总反应：总反应： 。第第2020讲讲 要点探究要点探究【要点深化要点深化】 1燃料电池注意燃料电池注意事项事项 燃料电池的负极为通入燃料的一极，正极为通入助燃燃料电池的负极为通入燃料的一极，正极为通入助燃剂的一极剂的一极(一般为氧气一般为氧气)，电极材料一般不参加化学反应，电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的

8、作用。只起传导电子的作用。第第2020讲讲 要点探究要点探究 2新型电池的分析思路新型电池的分析思路 以新型电池的研制开发为素材对原电池原理的考查是以新型电池的研制开发为素材对原电池原理的考查是高考命题的热点题型，涉及的主要问题有：高考命题的热点题型，涉及的主要问题有： (1)正、负极的判断：发生失电子反应的电极是负极，正、负极的判断：发生失电子反应的电极是负极，发生得电子反应的电极是正极。发生得电子反应的电极是正极。 (2)电子的流向和电解质溶液中离子的流向：电流方向：电子的流向和电解质溶液中离子的流向：电流方向：“外电路：从正极流向负极；电源内电路：从负极流向正外电路：从正极流向负极；电源

9、内电路：从负极流向正极。极。”原电池装置中，外电路电子流向与电流相反，从负原电池装置中，外电路电子流向与电流相反，从负极流向正极；电源内电路即电解质溶液，阳离子流向与电极流向正极；电源内电路即电解质溶液，阳离子流向与电流相同，流向正极，阴离子流向与电流方向相反，流向负流相同，流向正极，阴离子流向与电流方向相反，流向负极。极。第第2020讲讲 要点探究要点探究第第2020讲讲 要点探究要点探究乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，电池总反应乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，电池总反应为为C2H5OH3O22CO23H2O，下列说法错误的是，下列说法错误的是() A电池工作时，质子向电池工作时，质子向

10、电池的正极迁移电池的正极迁移 B电池工作时，电流由电池工作时，电流由b极沿导体流向极沿导体流向a极极 Ca为负极，电极反应为负极，电极反应式是式是C2H5OH+3H2O+12e-=2CO2+12H+ Db为正极，电极反应式为正极，电极反应式是是4H+O2+4e-=2H2OC 探究点三金属的腐蚀与防护探究点三金属的腐蚀与防护 第第2020讲讲 要点探究要点探究【知识梳理】 1金属腐蚀金属腐蚀(1)定义：金属与周围的气体定义：金属与周围的气体(或液体或液体)发生发生 反应反应而引起损耗的现象。而引起损耗的现象。(2)本质：金属原子本质：金属原子 而被氧化而被氧化(3)氧化还原氧化还原失电子失电子化

11、学腐蚀化学腐蚀 电化学腐蚀电化学腐蚀 第第2020讲讲 要点探究要点探究牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法 2金属的防护方法金属的防护方法(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。法。(2)电化学防护电化学防护 原电池原理。原电池原理。 (阴极阴极)：被保护的金属设备。：被保护的金属设备。 (阳极阳极)：比被保护的金属活泼的金属。：比被保护的金属活泼的金属。 电解原理。电解原理。 ：被保护的金属设备。：被保护的金属设备。 ：惰性电极。：惰性电极。 正极正极

12、负极负极外加电流阴极保护法外加电流阴极保护法 阴极阴极 阳极阳极 第第2020讲讲 要点探究要点探究条件条件 金属在较强的酸性溶液中金属在较强的酸性溶液中 金属在中性或酸性金属在中性或酸性很弱的溶液中很弱的溶液中 电极电极反应反应 负极负极(Fe)：Fe2eFe2正极正极(C)：2H2eH2 负极负极(Fe)：2Fe4e2Fe2正极正极(C)：2H2OO24e4OH 发生发生情况情况相对较少相对较少腐蚀速率一般较快腐蚀速率一般较快 非常普遍非常普遍腐蚀速率一般较慢腐蚀速率一般较慢 联系联系 两种腐蚀常相继发生，吸氧腐蚀为主两种腐蚀常相继发生，吸氧腐蚀为主 1 1析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀

13、与吸氧腐蚀的比较【要点深化要点深化】第第2020讲讲 要点探究要点探究 2.金属腐蚀的快慢顺序金属腐蚀的快慢顺序一般来说可用下列原则进行判断：一般来说可用下列原则进行判断： (1)电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀(金属作阳极金属作阳极)原电池原理引原电池原理引起的腐蚀起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。有防护措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说：强电解质溶液中的腐蚀对同一金属来说：强电解质溶液中的腐蚀弱电解弱电解质溶液中的腐蚀质溶液中的腐蚀非电解质溶液中的腐蚀。非电解质溶液中的腐蚀。 (3)对同一电解质溶液来说：一般浓度越大，金属的腐对同一电解质溶液来说：一般浓度越大，金属的腐蚀越快。

14、蚀越快。第第2020讲讲 要点探究要点探究例例32010上海卷上海卷铁是用途最广的金属铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中水中(如图如图207所示所示)。数天后，他观察到的现。数天后，他观察到的现象是象是() A铁屑不生锈，试管内液面上升铁屑不生锈，试管内液面上升 B铁屑不生锈，试管内液面高度不变铁屑不生锈，试管内液面高度不变 C铁屑生锈，试管内液面上升铁屑生锈，试管内液面上升 D铁屑生锈，试管内液面高度不变铁屑生锈，试管内液面高度不变【典例精析典例精析】图图207 C第第2020讲讲 要点探究要点探究如图如图208所示装置中，小试所示装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有管内为红墨水，具支试管内盛有pH4的雨水和生铁片。观察：开始导管内液的雨水和生铁片。观察：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理略高于小试管液面。以下有关解释合理的是的是() C第第2020讲讲 要点探究要点探究 C该雨水酸性较强，开始时，发生的是析氢腐蚀，该雨水酸性较强，开始时，发生的是析