原电池和常见的化学电源.

1、 第二单元第二单元 原电池和常见的化学电源原电池和常见的化学电源（2011安徽高考安徽高考12）研究人员最近发现了一种）研究人员最近发现了一种“水水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐电池，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：量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列下列“水水” 电池在海水中放电时的有关说法正确电池在海水中放电时的有关说法正确的是：的是： A.正极反应式：正极反应式：AgCle=AgCl B.每生成每生成1 mol Na2Mn5O10转移转移2 mol电子电子 C.Na

2、不断向不断向“水水”电池的负极移动电池的负极移动 D. AgCl是还原产物是还原产物试题赏析试题赏析 (2011石家庄市模拟石家庄市模拟)被称之为被称之为“软电池软电池”的纸质电池，采的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰在纸内的离子一边镀二氧化锰在纸内的离子“流过流过”水和氧化锌组成水和氧化锌组成的电解液总反应的化学方程式为：的电解液总反应的化学方程式为：Zn2MnO2H2O = Zn(OH)2Mn2O3下列说法错误的是（下列说法错误的是（ ）A电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子B外电路中每通过外

3、电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小电子，锌的质量理论上减小6.5 gC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D电池正极的电极反应式为：电池正极的电极反应式为：2MnO2H2O2e = Mn2O32OH答案：答案：C一、一、原电池原电池原理原理1、工作原理、工作原理2、构成条件、构成条件3、正负极判断、正负极判断4、正负极电极反应的书写、正负极电极反应的书写 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综述1 1、负极失电子发生氧化反应；溶液中氧化性、负极失电子发生

4、氧化反应；溶液中氧化性较强的微粒在正极上得电子发生还原反应；较强的微粒在正极上得电子发生还原反应；2 2、电子由负极流向正极，电流方向是由正极、电子由负极流向正极，电流方向是由正极流到负极（外电路）。流到负极（外电路）。（）（）盐桥的作用是什么盐桥的作用是什么？可可提供定向移动的阴阳离子，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

5、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。 双液原电池的工作原理双液原电池的工作原理（）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。(3)双液原电池双液原电池的的优点：优点：能产生持续、稳能产生持续、稳定的电流。定的电流。 思考思考 ：左右烧杯内的电解质溶液换一换是：左右烧杯内的电解质溶液换一换是否可以？为什么？否可以？为什么？1(2010广东高考广东高考)铜锌原电池铜锌原电池(如图如图

6、)工作时，下列工作时，下列叙述正确的是叙述正确的是 ()A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2.（2011广东高考广东高考12）某小组为研究电化学原理，）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设计如图装置。下列叙述不正确的是A、a和和b不连接时，铁片上会有金属铜析出不连接时，铁片上会有金属铜析出B、a和和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+2e= CuC、无论、无论a

7、和和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色蓝色逐渐变成浅绿色D、a和和b分别连接直流电源正、负极，电压足够分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，大时，Cu2向铜电极移动向铜电极移动C uF eN a C l溶溶 液液CuSO4溶液溶液 b a(4)形成闭合回路形成闭合回路。（两电极用导线连接（两电极用导线连接，或接触或接触。）。）（1）能自发地发生的氧化还原反应能自发地发生的氧化还原反应： 电极和电解质溶液电极和电解质溶液 两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）（2）电解质溶液电解质溶液： 参与电极反应或构成

8、内电路参与电极反应或构成内电路（3）两导体作电极两导体作电极： 活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导 体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。 两不活泼的导体石墨或两不活泼的导体石墨或Pt等。（燃料电池电极）等。（燃料电池电极）2.原电池的形成条件原电池的形成条件3、练习：下列哪几个装置能形成原电池、练习：下列哪几个装置能形成原电池？CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNnZC

9、u4OS2Cu CuSO4想一想：想一想：是不是所有的化学反应均可设计才是不是所有的化学反应均可设计才原电池？原电池？3.原电池的正负极判断原电池的正负极判断 还有其它判别方法？还有其它判别方法？产生产生气泡气泡 电流流向电流流向nZCu4OS2CuCuFeH2SO4CuFeH2SO4浓硝酸浓硝酸硫酸铜溶液硫酸铜溶液nZCu4OS2Cu NaOH溶液溶液AlMgCuFeH2SO4通通H2通通O24、判断下列电池中的正负极、判断下列电池中的正负极(1)(1)一般电极反应式的书写一般电极反应式的书写列物质列物质标变价标变价升升氧化反应氧化反应负极（阳极）负极（阳极）降降还原反应还原反应正极（阴极）

10、正极（阴极）参加反应的微粒参加反应的微粒和得失电子数和得失电子数看环境看环境配守恒配守恒在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即产物，即H H+ +、OHOH- -、H H2 2O O等是否参加反应等是否参加反应遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒两式加两式加验总式验总式两电极反应式相加，与总反应式对照验证两电极反应式相加，与总反应式对照验证4.正负极电极反应式的书写正负极电极反应式的书写复杂电极复杂电极反应式反应式= =总反应式总反应式- -较简单一极的较简单一极的电极反应式电极反应式(2)(2)小窍门小窍门5 5、判断右边

11、原电池的、判断右边原电池的正、负极正、负极，并写出电极反应式并写出电极反应式。AFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极：Cu -2e Cu 2+ 正极：正极：2Fe3+ +2e -2Fe2+Cu CMg AlA稀硫酸溶液稀硫酸溶液NaOHNaOH溶溶液液（稀硫酸）（稀硫酸） 负极负极: Mg -2e-Mg2+ 正极：正极：2H+2e-H2（NaOH溶液）溶液） 负极：负极：2Al+8OH- -6e- 2AlO2-+4H2O 正极：正极：6H2O+6e- 3H2+6OH-6、(2010浙江高考浙江高考)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反

12、应式为：电池，该电池中正极的电极反应式为：2LiFeS2e = Li2SFe，有关该电池的下列说法中，正确的是有关该电池的下列说法中，正确的是 ()A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为的化合价为 1价价B.该电池的电池反应式为：该电池的电池反应式为：2LiFeS = Li2SFeC.负极的电极反应式为：负极的电极反应式为：Al3e = Al3D.充电时，阴极发生的电极反应式为：充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2SFe2e = 2LiFeS答案答案B 7、原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，

13、请回答以下问题：以下问题：(1)肼肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料肼燃料肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是染，电解质溶液是20%30%的的KOH溶液肼溶液肼空气燃料空气燃料电池放电时：电池放电时：正极的电极反应式是正极的电极反应式是_；负极的电极反应式是负极的电极反应式是_ 8、关于如图装置的叙述，正确、关于如图装置的叙述，正确的是的是 ()A铝是负极，铝片上析出铝是负极，铝片上析出 无色气体无色气体B石墨是阳极，石墨棒上石墨是阳极，石墨棒上 析出黄绿色气体析出黄绿

14、色气体C溶液中两电极间产生白色沉淀溶液中两电极间产生白色沉淀(不溶解不溶解)D溶液中先产生白色沉淀，最后沉淀溶解溶液中先产生白色沉淀，最后沉淀溶解解析：解析： Al、石墨、空气、石墨、空气、NaCl溶液形成原电池，溶液形成原电池，Al作负作负极，发生吸氧腐蚀，电极反应分别为：负极：极，发生吸氧腐蚀，电极反应分别为：负极：4Al12e = = 4Al3，正极：，正极：3O26H2O12e = = 12OH，因，因此总反应为：此总反应为：4Al3O26H2O = = 4Al(OH)3.故只有故只有C项正确项正确二、原电池原理的应用二、原电池原理的应用3、比较金属的活泼性；比较金属的活泼性；构建原电

15、池，测出正负极，构建原电池，测出正负极， 负极金属活泼性负极金属活泼性 正极正极4、加快某些化学反应的反应速率；加快某些化学反应的反应速率；1、设计原电池，制做化学电源；、设计原电池，制做化学电源；2、金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。例例1、(2007年高考海南化学卷年高考海南化学卷) 依据氧化还原反应：依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。设计的原电池如图所示。盐桥盐桥XYACuSO4溶液溶液电流计电流计Ag请回答下列问题：请回答下列问题：(1)电极电极X的材料是的材料是_；电解质溶液电解质溶液Y是是_

16、；(2)银电极为电池的银电极为电池的_极，极，发生的电极反应为发生的电极反应为_X电极上发生的电极反应为电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极。电极。铜铜(或或Cu)AgNO3溶液溶液正正Age AgCu -2e Cu2负负(Cu)正正(Ag)1、设计原电池，制做化学电源、设计原电池，制做化学电源例例2(2011无锡模拟无锡模拟)根据氧化还原反根据氧化还原反应：应：2Ag(aq)Cu(s) =Cu2(aq)2Ag(s)画出原电池示意图并在图中加入画出原电池示意图并在图中加入电流表，注明电极材料名称和电解质溶电流表，注明电极材料名称和电解质溶

17、液，其中盐桥为琼胶液，其中盐桥为琼胶-饱和饱和KNO3盐桥盐桥请回答下列问题：请回答下列问题：(1)银电极为电池的银电极为电池的_极，写出两电极的电极反应式：极，写出两电极的电极反应式：Ag电极：电极：_；Cu电极：电极：_.(2)外电路中的电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极电极(3)盐桥中向盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是溶液中迁移的离子是_(填序号填序号)AKBNO3CAgDSO42 Zn+2OH-2e-Zn(OH)22MnO+2HO+2e- = 2MnO(OH)+2OH-Zn +2MnO+2HO= Zn(OH)2+2MnO(OH)负极负极正极正极总反应总反应1、碱性锌

18、锰电池、碱性锌锰电池一次电池一次电池2、银锌电池（电解质为、银锌电池（电解质为KOH）负极：负极：Zn + 2OH- 2e- = Zn(OH)2正极：正极：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-总反应：总反应：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H H2 2SOSO4 4作电解液。总作电解液。总反应式为：反应式为：Pb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4

19、 4 2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O（1 1）试写出放电时的正、负极反应式）试写出放电时的正、负极反应式正极正极:_:_负极负极:_:_（2 2）试写出充电时的阳、阴极反应式）试写出充电时的阳、阴极反应式阳极阳极:_:_阴极阴极:_:_PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42- 2- +2e+2e- - =PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPbPb+ + SOSO4 42-2-2e2e- - =PbSO=PbSO4 4PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- - =PbO=PbO2 2 + + 4H4H+ +SO+SO4 42

20、- 2- PbSOPbSO4 4 +2e+2e- - =Pb=Pb + SO + SO4 42-2- 二次电池二次电池(可充电电池可充电电池) 新型电池新型电池“充电充电”时阴、阳极的判断时阴、阳极的判断首先明确原电池放电时的正、负极，首先明确原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时，阳极接正极、阴再根据电池充电时，阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析极接负极的原理进行分析1 1、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 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2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-

21、= 4H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-燃料电池：燃料电池：它是以两根金属铂片插入它是以两根金属铂片插入KOH溶液溶液中作电极，又在两中作电极，又在两极上分别通入甲烷极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：和氧气。电极反应为：负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -CH4+ 10OH -8e-= CO32- + 7H2OCH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O2、甲烷燃料电池、甲烷燃料电池分析溶液的

22、分析溶液的pH变化。电解质为变化。电解质为KOH溶液溶液若用若用C2H6、CH3OH呢？呢？小结：燃料电池书写一般步骤小结：燃料电池书写一般步骤 先明确先明确燃料做负极，氧化剂做正极燃料做负极，氧化剂做正极 写出写出正极正极反应式反应式,一般是一般是氧气氧气参与反应参与反应 判断正极产物能否与判断正极产物能否与电解质溶液电解质溶液共存共存 同理写出负极反应式同理写出负极反应式 若已知总反应式，也可若已知总反应式，也可相减相减得到负极得到负极反应式反应式（1 1）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以FeFe为例）为例）析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电极反应电极反应负负极极正正

23、极极总反总反应式应式水膜酸性较强水膜酸性较强（pH4.3)水膜酸性很弱水膜酸性很弱或中性或中性Fe-2e- =Fe2+2H+2e- =H2O2+2H2O+4e- =4OH-Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)22、 金属的腐蚀原理以及防护金属的腐蚀原理以及防护4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O9、（、（07年广东理基年广东理基25）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：发生的原电池反应为： 2Fe2H2OO2 = 2Fe(OH)2以下说法正确

24、的是以下说法正确的是A负极发生的反应为：负极发生的反应为：Fe2e = Fe2B正极发生的反应为：正极发生的反应为：2H2OO22e = 4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀A(2)、金属防护的几种重要方法、金属防护的几种重要方法改变金属内部的组成结构，将金属改变金属内部的组成结构，将金属制成合金制成合金，增强抗腐蚀能力。，增强抗腐蚀能力。在金属表面在金属表面覆盖保护层覆盖保护层，使金属和周围物质，使金属和周围物质隔离开来。隔离开来。电化学电化学保护法：利用电解池反应将需要保护保护法：利用电解池反应将需要保护的金属作为的金属作为电解池的阴极电解池的阴极而受到保护或者利而受到保护或者利用原电池反应将需要保护的金属用原电池反应将需要保护的金属作为电池的作为电池