原电池与化学电源.

1、第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学考纲要求考纲要求1了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解常见化学电源的种类及其工作原理。 第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学考点研析考点研析1原电池的基本工作原理及原电池的设计，尤其是电原电池的基本工作原理及原电池的设计，尤其是电极反应式的书写和电池反应。极反应式的书写和电池反应。2新型实用电池的综合考查。新型实用电池的综合考查。 第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学一、原电池的工作原理一、原电

2、池的工作原理1概念概念第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学2工作原理工作原理(以锌铜原电池为例以锌铜原电池为例)第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学电极名称电极名称负极负极正极正极电极材料电极材料电极反应电极反应反应类型反应类型电子流向电子流向由由 沿导线流向沿导线流向 锌片锌片铜片铜片Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化反应氧化反应还原反应还原反应锌片锌片铜片铜片第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学3.原电池的构成条件原电池的构成条件(1)有两个有两个 的电极的电极(常见为金属或石墨常见为金属或石墨)。(2)将电极插入将电极插入 中。中。(3)两电极间构成两电极间构成 。活泼性不

3、同活泼性不同电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学思考思考1原电池的模型中常用盐桥连接，它的作用是原电池的模型中常用盐桥连接，它的作用是什么？能否用一根导线代替？什么？能否用一根导线代替？第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学提示：提示：盐桥的作用是连接两烧杯中的电解质溶液，使带盐桥的作用是连接两烧杯中的电解质溶液，使带电离子定向移动，使两烧杯中电荷守恒，使化学能尽可能多电离子定向移动，使两烧杯中电荷守恒，使化学能尽可能多的转化为电能，减少向热能的转化。不能用一根导线连接，的转化为电能，减少向热能的转化。不能用一根导线连接，因为导线不能传导阴、阳离子。因

4、为导线不能传导阴、阳离子。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学二、常见的化学电源二、常见的化学电源1一次电池一次电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池锌银电池锌银电池负极反应负极反应Zn2e2OH=Zn(OH)2Zn2e2OH=Zn(OH)2正极反应正极反应2MnO22H2O2e=2MnOOH2OHAg2O2eH2O=2Ag2OH总反应总反应Zn2MnO22H2O = 2MnOOHZn(OH)2ZnAg2O= ZnO2Ag第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学3燃料电池燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池

5、，可分酸性和碱性两种。性两种。酸性酸性碱性碱性负极反应式负极反应式正极反应式正极反应式电池总反应式电池总反应式2H2O2=2H2O2H24e=4H2H24OH4e=4H2OO24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学思考思考2(1)二次电池在充电时，充电电源和被充电电二次电池在充电时，充电电源和被充电电池的电极之间怎样连接？池的电极之间怎样连接？(2)是否只有能够在氧气中燃烧的物质才能设计成燃料电是否只有能够在氧气中燃烧的物质才能设计成燃料电池？池？提示：提示：(1)被充电电池的负极应连接充电电源的负极，被被充电电池的负极应连接充电电源的负极，被充电电

6、池的正极应连充电电源的正极。充电电池的正极应连充电电源的正极。(2)否。如否。如H2和和Cl2在一定条件下也能构成燃料电池。在一定条件下也能构成燃料电池。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学1某学生欲完成某学生欲完成Cu2Ag=2AgCu2反应，设计反应，设计了下列四个实验，可行的是了下列四个实验，可行的是()第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学解析：解析：A项中项中Cu、Ag均不能与盐酸反应；均不能与盐酸反应；B项项Cu、Ag也均不与也均不与CuSO4溶液反应；溶液反应；D项项Ag与与CuSO4溶液也不反应，溶液也不反应，故只有故只有C项正确。项正确。答案：答案：C第六章 化学反映与

7、能量栏目菜单人教版化学2(2012宁德模拟宁德模拟)关于如图所示的原电池，下列说法关于如图所示的原电池，下列说法正确的是正确的是()A电子从锌电极通过检流计流向铜电极电子从锌电极通过检流计流向铜电极B盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是铜电极上发生的电极反应是2H2e=H2第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学解析：解析：由于锌比铜活泼，因此锌作负极失电子发生氧化由于锌比铜活泼，因此锌作负极失电子发生氧化反应，铜片上反应，铜片上Cu2得电子发生还原反应，得电子发

8、生还原反应，Cu22e=Cu。在原电池中阴离子向着负极移动，而阳离子向着正极移动，在原电池中阴离子向着负极移动，而阳离子向着正极移动，故只有故只有A正确。正确。答案：答案：A第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学3(2012南平质检南平质检)2010年年4月中旬全球核安全峰会在华月中旬全球核安全峰会在华盛顿举行，发展核电，制裁核武器发展是会议主题。各式各盛顿举行，发展核电，制裁核武器发展是会议主题。各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大的贡献，下列有关电样电池的发展是化学对人类的一项重大的贡献，下列有关电池的叙述不正确的是池的叙述不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池手机上用的锂

9、离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极锌锰干电池中，锌电极是负极第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学解析：解析：锂离子电池可以充电，属于二次电池，锂离子电池可以充电，属于二次电池，A项正确；项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流为铜流向锌，而电子是由锌铜锌原电池中铜为正极，故电流为铜流向锌，而电子是由锌流向铜，流向铜，B项错；电池的实质即是化学能转化成电能，项错；电池的实质即是化学能转化成电能，C项项正确；正确；Zn失去

10、电子生成失去电子生成Zn2，故作为负极，故作为负极，D项正确。项正确。答案：答案：B第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学4由由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。四种金属按下表中装置进行实验。装置装置现象现象二价金属二价金属A不不断溶解断溶解C的质量增加的质量增加A上有气体产上有气体产生生第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学根据实验现象回答下列问题：根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的装置丙中溶液的pH_(填填“变大变大”、“变变小小”或或“不变

11、不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学解析：解析：甲、乙、丙均为原电地装置。依据原电池原理，甲、乙、丙均为原电地装置。依据原电池原理，甲中甲中A不断溶解，则不断溶解，则A为负极、为负极、B为正极，活泼性为正极，活泼性AB；乙中；乙中C极增重，即析出极增重，即析出Cu，则，则B为负极，活泼性为负极，活泼性BC；丙中；丙中A上上有气体即有气体即H2产生，则产生，则A为正极，活泼性为正极，活泼性DA，随着，随着H的消耗，的消耗，pH变大。变大。答案：答案：(1) A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大变大(4)D

12、ABC 第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学2电极反应式的书写电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写一般电极反应式的书写第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学(2)复杂电极反应式的书写复杂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如如CH4酸性燃料电池中，电极反应式为：酸性燃料电池中，电极反应式为：CH42O2=CO22H2O总反应式总反应式2O28H8e4H2O正极反应式正极反应式CH42H2O8eCO28H负极反应式负极反应式第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学特别提醒

13、：特别提醒：(1)原电池正、负极的判断基础是氧化还原原电池正、负极的判断基础是氧化还原反应，如果给出一个方程式判断正、负极，可以直接根据化反应，如果给出一个方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断。发生氧化反应的一极为负极，发生还原合价的升降来判断。发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。反应的一极为正极。(2)当两电极都与电解质溶液反应时，活泼的电极作负极，当两电极都与电解质溶液反应时，活泼的电极作负极，不活泼的电极作正极；当只有一电极与电解质溶液反应时，不活泼的电极作正极；当只有一电极与电解质溶液反应时，与电解质溶液反应的电极作负极，另一电极作正极。与电解质溶液反应的

14、电极作负极，另一电极作正极。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学例例1(2011安徽理综安徽理综)研究人员最近发明了一种研究人员最近发明了一种“水水”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，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 ：在 海 水 中 电 池 总 反 应 可 表 示 为 ： 5 M n O2 2 A g 2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列。下列“水水”电池在海水中放电池在海水中放电时的有关说法正确的是电时的有关说法正确的是()A正极反应式：正极反应式：AgCle=AgClB每生成每生成1

15、 mol Na2Mn5O10转移转移2 mol电子电子CNa不断向不断向“水水”电池的负极移动电池的负极移动DAgCl是还原产物是还原产物第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学解题指导解题指导本题考查电化学，意在考查电极反应式的本题考查电化学，意在考查电极反应式的书写、电子转移情况和溶液中离子的移动情况。电池的正极书写、电子转移情况和溶液中离子的移动情况。电池的正极得电子，得电子，A项错误；阳离子向正极移动，项错误；阳离子向正极移动，C项错误；项错误；Ag化合化合价升高形成价升高形成AgCl，AgCl是氧化产物，是氧化产物，D项错误。项错误。正确答案正确答案B第六章 化学反映与能量栏目菜单人

16、教版化学1加快氧化还原反应的速率加快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，设计成原电池时反应速率增大。例如，在率增大。例如，在Zn与稀硫酸反应时加入少量与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能溶液能使产生使产生H2的反应速率加快。的反应速率加快。2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，一般作负极的金属比两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。作正极的金属活泼。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学3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正极而得到保护。例如，使被保护的金

17、属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。一块锌块相连，使锌作原电池的负极。4设计制作化学电源设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：(1)首先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应；首先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应；第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液。负极材料

18、及电解质溶液。电极材料的选择电极材料的选择在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液或其中溶解的物质反应。中的负极必须能够与电解质溶液或其中溶解的物质反应。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学电解质溶液的选择电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气如空气

19、中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜离子。如在铜锌构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有锌构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2的电解质的电解质溶液中。溶液中。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学(3)按要求画出原电池装置图。按要求画出原电池装置图。根据以下反应设计的原电池：根据以下反应设计的原电池：原理原理装置图装置图化学

20、反应：化学反应：CuCl2Fe=FeCl2Cu电极反应：电极反应：负极：负极：Fe2e=Fe2正极：正极：Cu22e=Cu第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学特别提醒：特别提醒：(1)自发进行的氧化还原反应不一定都能设自发进行的氧化还原反应不一定都能设计成原电池，如：计成原电池，如：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O等。等。(2)判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：要看反应的具体情况，如：Al在强碱性溶液中比在强碱性溶液中比Mg更易更易失电子，失电子，Al作负极，作负极，Mg作正极；作正极；Fe、Al在

21、浓硝酸中钝化在浓硝酸中钝化后，比后，比Cu等金属更难失电子，等金属更难失电子，Cu等金属作负极，等金属作负极，Fe、Al作作正极。正极。(3)原电池中的电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，原电池中的电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加入水中一般要加入NaOH、H2SO4等。等。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学例例2已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝，电已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝，电解质溶液：氯化铜溶液、硫酸铁溶液、盐酸。按要求回答下解质溶液：氯化铜溶液、硫酸铁溶液、盐酸。按要求回答下列问题：列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起电工

22、操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用，原因：使用，原因：_。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学(2)有有M、N两种纯金属分别与稀盐酸反应，产生氢气速两种纯金属分别与稀盐酸反应，产生氢气速率相近，请设计一个实验证明率相近，请设计一个实验证明M、N两种金属的活泼性。两种金属的活泼性。(3)请运用原电池原理设计实验，证明氧化性请运用原电池原理设计实验，证明氧化性Fe3Cu2。请画出实验装置图并写出电极反应式。请画出实验装置图并写出电极反应式。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学正确答案正确答案(1)二者连接在一起时，接头处在潮湿的空二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中易形成原电

23、池而腐蚀铝导线气中易形成原电池而腐蚀铝导线(2)将将M、N两种金属片用导线连接放入盐酸中组成原电两种金属片用导线连接放入盐酸中组成原电池，有气泡逸出的一极是较不活泼的金属，另一极即是活泼池，有气泡逸出的一极是较不活泼的金属，另一极即是活泼的金属。装置如图。的金属。装置如图。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学(3)正极反应：正极反应：2Fe32e=2Fe2，负极反应：负极反应：Cu2e=Cu2。第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学1(2011福建理综福建理综)研究人员研制出一种锂水电池，可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作为鱼雷和潜艇的

24、储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该为电解质，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电池的下列说法不正确的是()A水既是氧化剂又是溶剂水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成放电时正极上有氢气生成C放电时放电时OH向正极移动向正极移动D总反应为：总反应为：2Li2H2O=2LiOHH2第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学解析：解析：本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到际问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极

25、上得到电子生成氢气，又电解质是电子生成氢气，又电解质是LiOH，故，故A、B、D项正确；原项正确；原电池中正极带负电，电池中正极带负电，OH向负极移动，向负极移动，C项错误。项错误。答案：答案：C第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学2(2011北京理综北京理综)结合图示判断，下列叙述正确的是结合图示判断，下列叙述正确的是()A和和中正极均被保护中正极均被保护B和和中负极反应均是中负极反应均是Fe2e=Fe2C和和中正极反应均是中正极反应均是O22H2O4e=4OHD和和中分别加入少量中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色溶液，均有蓝色沉淀沉淀第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学

26、解析：解析：本题考查原电池的工作原理，意在考查考生对原本题考查原电池的工作原理，意在考查考生对原电池的工件原理的掌握情况。活泼金属作负极，失去电子，电池的工件原理的掌握情况。活泼金属作负极，失去电子，正极金属被保护，正极金属被保护，A选项正确；选项正确；中锌作负极、中锌作负极、中铁作负中铁作负极，电极反应不同，极，电极反应不同，B选项错误；选项错误；中发生吸氧腐蚀，正极中发生吸氧腐蚀，正极有有OH生成，生成，中发生析氢腐蚀，正极有中发生析氢腐蚀，正极有H2生成，生成，C选项错选项错误；误；中中Fe2与与OH结合生成氢氧化亚铁沉淀，结合生成氢氧化亚铁沉淀，中无铁离中无铁离子，子，D选项错误。选项

27、错误。答案：答案：A第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学3(2012阳泉联考阳泉联考)最近，科学家研制出一种纸质电池，最近，科学家研制出一种纸质电池，这种这种“软电池软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)关于此电池，下列说法关于此电池，下列说法正确的是正确的是()A该电池该电池Zn为负极，为负极，ZnO为正极，为正极，MnO2为催化剂为催化剂B该电池的正极反应为：该电池的正极反应为：MnO2eH2O = MnO(OH)

28、OHC放电时外电路电子由放电时外电路电子由Zn流向流向MnO2，内电路电子由，内电路电子由MnO2流向流向ZnD电池工作时电池工作时OH能通过薄层纸片向附着二氧化锰的能通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动电极移动第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学解析：解析：该电池中，该电池中，Zn作负极，作负极，MnO2作正极，作正极，A错；正错；正极反应为：极反应为：MnO2eH2O=MnO(OH)OH，负极反，负极反应为：应为：Zn2OH2e=ZnOH2O，B正确；电池放电正确；电池放电时，外电路电子由负极流向正极，即由时，外电路电子由负极流向正极，即由Zn流向流向MnO2，内电，内电路无电子移动，

29、由离子的定向移动构成闭合回路，路无电子移动，由离子的定向移动构成闭合回路，C错；阴错；阴离子向负极移动，离子向负极移动，D错。错。答案：答案：B第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学4(2012扬州模拟扬州模拟)控制适合的条件，将反应控制适合的条件，将反应Fe3AgFe2Ag设计成如图所示的原电池。下列判断不正确设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是的是()第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学A反应开始时，石墨棒作阳极，银棒作阴极反应开始时，石墨棒作阳极，银棒作阴极B灵敏电流计的读数由小变大，再变小灵敏电流计的读数由小变大，再变小C反应达化学平衡时，电流计读数最小反应达化学平衡时，电流计读数最小D反应达化学平衡时，在乙烧杯中滴入一定量的反应达化学平衡时，在乙烧杯中滴入一定量的NaCl溶液，电流计指针又将偏转溶液，电流计指针又将偏转第六章 化学反映与能量栏目菜单人教版化学解析：解析：原电池中两极称为正极和负极，原电池中两极称为正极和负极，A错误。当反应错误。当反应达到平衡时，正逆反应的速率相等，此时电路中电流强度的达到平衡时，正逆反应的速率相等，此时电路中电流强度的和为和为0，故电流计的读数为，故电流计的读数为0，B和和C均正确。均正确。D项中乙烧杯中项中乙烧杯中加入加入NaCl溶液后，溶液后，Ag的浓度改变，平衡移动，又产生电流，的浓度改变，平衡移动，又