高三化学一轮复习--原电池

1、原电池原电池 化学电源化学电源高三化学一轮复习高三化学一轮复习 1概念和反应本质 原电池是把 转化为_的装置，其反应本质是_。 2原电池构成条件 (1)一看反应： (2)二看两极： (3)三看是否形成闭合回路。考点一原电池及其工作原理化学能化学能电能电能氧化还原反应氧化还原反应电解质电解质原电池基本要点：原电池基本要点：1 1必须有能自发进行的氧化还原反应发生。必须有能自发进行的氧化还原反应发生。2 2负极：失电子负极：失电子 正极：得电子正极：得电子牢记牢记I例：下列哪几个装置能形成原电池例：下列哪几个装置能形成原电池？ABCDEFMNCuFeNaCl溶溶液液CuFeH2SO4CuZnH2S

2、O4CuFeNaCl溶溶液液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4nZnZ4OS2H考点一：原电池的形成条件考点一：原电池的形成条件思路：放热氧还思路：放热氧还 两极两极 一液一回路一液一回路MgAlMgAlNaOH浓浓HNO33工作原理工作原理(以铜锌原电池为例以铜锌原电池为例)：(1)电极反应：电极反应：锌是锌是 极，极， 电子发生电子发生 反应，反应，_；铜是铜是_极，极， 电子发生电子发生 反应，反应，_。负负失失氧化氧化Zn2e=Zn2正正得得还原还原Cu22e=Cu(2)电子方向和电流方向：电子方向和电流方向：电子从负极流出经外电路流入电子从负极流出经外电路流入 ；电流从正极

3、流出经外电路流入电流从正极流出经外电路流入 。(3)离子的迁移方向：离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向电解质溶液中，阴离子向 极区迁移，阳离子向极区迁移，阳离子向 极区迁移。极区迁移。(4)两种装置的比较：两种装置的比较：盐桥的作用：盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使平衡电荷，使原电池不断产生电流。原电池不断产生电流。装置装置中中Zn与与Cu2直接接触，会有部分直接接触，会有部分Zn与与Cu2直接反应，直接反应，化学能转化为热能，造成能量损耗；装置化学能转化为热能，造成能量损耗；装置中，中，Zn在负极区，在负极区，Cu2在在正极区，不存在正

4、极区，不存在Zn与与Cu2的直接反应，而造成的能量损耗，电流稳定，的直接反应，而造成的能量损耗，电流稳定，且持续时间长。且持续时间长。正极正极负极负极负负正正（）（）盐桥的作用是什么盐桥的作用是什么？可提供定向移动的阴阳离子，可提供定向移动的阴阳离子，使由它连接的两溶液保持电使由它连接的两溶液保持电中性中性，盐桥保障了电子通过盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行得以继续进行。 导线的作用是传递电子，导线的作用是传递电子，沟通外电路。沟通外电路。而盐桥的作用而盐桥的作用则是沟通内电路。则是沟通内电路。双

5、液原电池的工作原理双液原电池的工作原理（有关概念）（有关概念）（）盐桥中装有饱和的（）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出 盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）形成闭合回路。）形成闭合回路。（2）平衡电荷。）平衡电荷。 M-ne=Mn+产生电流产生电流失失e-沿导线转移沿导线转移 Nm+me=N负负极极正正极极阴离子阴离子阳离子阳离子ee总结：（总结：（1）电子流向：）电子流向：（2）电流方向：）电流方向：（3）电极反应的类型：）电极反应的类型： 极发生氧化反应，极发生氧化反应， 极发生还极发生还原反应原反应（

6、4）电解质溶液中离子定向移动方向：阳离子）电解质溶液中离子定向移动方向：阳离子 ，阴，阴离子离子 （5）电极反应现象）电极反应现象可用于判断原可用于判断原电池正负极电池正负极负极流向正极负极流向正极正极流向负极正极流向负极负负正正正极正极负极负极一一正、负极的判断正、负极的判断 说明：(1)活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。 (2)溶液中的离子不能通过盐桥。 (3)负极本身不一定参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料不参加反应，只起到了导电的作用。递进题组递进题组 原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断 D 原电池工作原理中四个常见失分点的规避原电池工作原理中四个常见失分点

7、的规避(1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。为电能。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。原电池最重要之处原电池最重要之处I二、电极反应式的书写二、电极反应

8、式的书写(牢记负极失电子，正极得电子。牢记负极失电子，正极得电子。）1、根据总反应书写电极反应。、根据总反应书写电极反应。、将总反应改写成离子反应方程式。、将总反应改写成离子反应方程式。、标化合价，找变价元素及所对应物质。、标化合价，找变价元素及所对应物质。确定：负极：化合价确定：负极：化合价升升的物质的物质 化合价升高后产物化合价升高后产物 正极正极 ：化合价：化合价降降的物质的物质 化合价降低后产物化合价降低后产物、三步配平法配平。、三步配平法配平。 (1)依据化合价找出得失电子数。依据化合价找出得失电子数。 (2)依据电荷守恒补离子。（依据电荷守恒补离子。（H+或或OH-或电解质溶液中的

9、阴阳离子。）或电解质溶液中的阴阳离子。） (3)依据质量守恒配平。依据质量守恒配平。原电池最重要之处原电池最重要之处I2、信息型电极反应式。、信息型电极反应式。根据氧得降（将）还原，还失升（生）氧化判断。根据氧得降（将）还原，还失升（生）氧化判断。正极：发生还原反应，正极：发生还原反应，负极：发生氧化反应。阳极：发生氧化反应，阴极：发生还原反应。负极：发生氧化反应。阳极：发生氧化反应，阴极：发生还原反应。标出图中或题干中或总反应方程式中所有物质所有元素化合价。标出图中或题干中或总反应方程式中所有物质所有元素化合价。负极或阳极：化合价升高的物质（写等号左边）对应该物质升高后的产物负极或阳极：化合

10、价升高的物质（写等号左边）对应该物质升高后的产物(写等号右边）。正极或阴极：化合价降低的物质（写等号左边）对应该物质写等号右边）。正极或阴极：化合价降低的物质（写等号左边）对应该物质降低后的产物降低后的产物(写等号右边）。写等号右边）。根据两边物质化合价找出得失电子数。根据两边物质化合价找出得失电子数。根据电荷守恒结合溶液酸碱性或溶液中能提供的阴阳离子配平。根据电荷守恒结合溶液酸碱性或溶液中能提供的阴阳离子配平。根据质量守恒最终配平根据质量守恒最终配平(2014全国全国)10银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理

11、：在铝质容器中加入食的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中一段时间后发现黑色会盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是（褪去。下列说法正确的是（ ） A处理过程中银器一直保持恒重处理过程中银器一直保持恒重 B银器为正极，银器为正极，Ag2S被还原生成单质银被还原生成单质银 C该过程中总反应为该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3 D黑色褪去的原因是黑色黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色转化为白色AgCl（2016全国）全国）11. MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。电

12、池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（下列叙述错误的是（ ）A. 负极反应式为负极反应式为Mg2e=Mg2+B. 正极反应式为正极反应式为Ag+e=AgC. 电池放电时电池放电时Cl由正极向负极迁移由正极向负极迁移D. 负极会发生副反应负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2BB（2015四川四川）FeSO4在一定条件下可制得在一定条件下可制得FeS2（二硫（二硫化亚铁）纳米材料该材料可用于制造高容量锂电池，化亚铁）纳米材料该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为电池放电时的总反应为4Li+FeS2Fe+2Li2S，正极反，正极反应式是应式是 FeS2

13、+4e=Fe+2S2（2014四川四川）MnO2可作超级电容器材料用惰性电可作超级电容器材料用惰性电极电解极电解MnSO4溶液可制得溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应，其阳极的电极反应式是式是 （2014四川四川）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料碱是碱性锌锰电池的正极材料碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是 Mn2+2H2O2e=MnO2+4H+MnO2+H2O+e=MnO（OH）+OH例题例题I（2013四川四川）以）以Al和和NiO（OH）为电极，）为电极，NaOH溶液为电溶液为电解液组成一种新型电池，放电时解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）

14、转化为）转化为Ni（OH）2，该电池反应的化学方程式是，该电池反应的化学方程式是 Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni（OH）2(2012四川四川)用吸收用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用用MH)表示表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，作为电池正极材料，KOH溶液作溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：充放电时的总反应为：NiO(OH)+MH Ni(OH)2+M电池放电时，负极的电极反应式为电池放电时，负极的电极反应式为_ 。MHeO

15、H=H2OM 充电充电放电放电例题例题I(2006重庆理综重庆理综)铅蓄电池是典型的可充型电池，铅蓄电池是典型的可充型电池，正负极板是惰性材料，电池总反应式：正负极板是惰性材料，电池总反应式：Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO42H2O请回答下列问题：请回答下列问题：放电时：正极的电极反应式是放电时：正极的电极反应式是 电解液中电解液中H2SO4的浓度将的浓度将 ； 当外电路通过当外电路通过1mol电子时，理论上负电子时，理论上负 极板的质量增加极板的质量增加 g。 放电放电充电充电 PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O； （负极：（负极：Pb-2e+SO42-

16、 =PbSO4 ）变小变小48C（1 1）用于金属的防护）用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池的使被保护的金属制品作原电池的 而得到保护。而得到保护。（2 2）设计制作化学电源设计制作化学电源 紧扣原电池的构成条件，注意电极材料和电解质溶液的选择紧扣原电池的构成条件，注意电极材料和电解质溶液的选择（3 3）比较金属活动性强弱）比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作两种金属分别作原电池的两极时，一般作 的的 金属比较活泼。金属比较活泼。（4）影响氧化还原反应的速率影响氧化还原反应的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一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反

17、应速率率 。增大增大负极负极正极正极考点二考点二 原电池的应用原电池的应用知识扫描知识扫描1一次电池一次电池(碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池)。碱性锌锰干电池的工作原理如图：碱性锌锰干电池的工作原理如图：考点三化学电源2.锌银电池锌银电池一次电池一次电池一般锌锰干电池一般锌锰干电池负极：负极：Zn-2e-=Zn2+正极：正极：2NH4+2e-=2NH3+H2 H2+2MnO2=Mn2O3+H2O总反应：总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag3二次电池二次电池(以铅蓄电池为例以铅蓄电池为例)。可充电电池可充电电池可充电电池有充电和放电两个过程，放电发生的是原电池反应，充可充电电池有

18、充电和放电两个过程，放电发生的是原电池反应，充电发生的是电解池反应。充电的电极反应与放电的电极反应过程相电发生的是电解池反应。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。以铅蓄电池为例，该过程可结合反应为放电时负极反应的逆过程。以铅蓄电池为例，该过程可结合图示分析。图示分析。由此可见，放电过程中，作为负极的由此可见，放电过程中，作为负极的Pb需转化成需转化成PbSO4，铅化合，铅化合价升高，被氧化，价升高，被氧化，Pb为负极；当放电完毕时，可看作为负极；当放

19、电完毕时，可看作Pb极转化成了极转化成了PbSO4，充电时需让，充电时需让PbSO4转化为转化为Pb，铅的化合价降低，被还原，铅的化合价降低，被还原，PbSO4一极为阴极，所以，放电时的负极就是充电时的阴极，同理可一极为阴极，所以，放电时的负极就是充电时的阴极，同理可分析放电时：分析放电时： 即放电时的正极就是充电时的阳极（正连正，负连负。）如图。4燃料电池燃料电池(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。(2)燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由_供给。供给。外部外部 氢氧燃料电池氢氧燃料电池

20、2e-2e-氢气氢气氧气氧气 H2OHH+OH OH-A 负极负极 正极正极知识扫描知识扫描电极反应式的书写电极反应式的书写稀稀H2SO4NaOH溶液溶液燃料电池燃料电池介质介质总反应：总反应： 2H2+O2=2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极H2 - 2e- = 2H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-H2 - 2e- = 2H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2OH2 - 2e- +2OH-= 2H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-知识扫描知识扫描电极反应式的书写（电极反应式的书写（燃料电池燃料电池）燃料电池电

21、极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式。第一步：写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池如甲烷燃料电池(电解质为电解质为NaOH溶液溶液)的反应式为：的反应式为：CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为：式式得燃料电池总反应式为：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O第二步：书写燃料电池的正极反应式第二步：书写燃料电池的正极反应式根据燃料电池的特点，一般在正极上发

22、生还原反应的物质都是根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下正极反应式：酸性电解质溶液环境下正极反应式：O24H4e=2H2O(2)碱性电解质溶液环境下正极反应式：碱性电解质溶液环境下正极反应式：O22H2O4e=4OH(3)固体电解质固体电解质(高温下能传导高温下能传导O2)环境下正极反应式：环境下正极反应式：O24e=2O2（2015全国）全国）11微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）A正极反应中有正极反应中有CO2生成生成B微生物促进了反应