原电池、常见的化学电源

一、原电池的工作原理1．定义原电池是将

转化为

的装置。化学能电能2.形成简单原电池的条件两种活泼性不同的金属（或一种金属与石墨）作电极形成闭合回路要有电解质溶液能自发的发生氧化还原反应（两个电极其中一个能与电解质溶液发生氧化还原反应与电解质溶液发生氧化还原反应的电极一般为负极）ABCDEFMNOVXVVXXXVV思考与练习eZnCuZn2+e-e-Cu2+Zn－2e→Zn2+总反应：Cu2++2e→CuZn+Cu2+

→

Zn2++Cu（氧化反应）（还原反应）锌片：铜片：—+CuSO43.工作原理（1）实验现象：锌片逐渐溶解，铜片上有红色固体析出（2）电极：负极为Zn棒正极为Cu棒（3）电极反应：负极（Zn）：Zn－2e→Zn2+

（氧化反应）正极（Cu）：Cu2++2e→Cu（还原反应）总反应：Zn+Cu2+

===

Zn2++Cu（4）电子移动方向和电流方向：电子从负极沿着导线留下正极电流从正极沿着导线留下负极（5）离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极移动；阳离子向正极移动高考回顾(2007年高考全国理综卷)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是()A.正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出DZn—Cu—CuSO4原电池【案例1】

(2010·广东理综)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()①正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋②电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu③在外电路中，电子从负极流向正极④盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液A．①②B．②③C．③④D．①④考点一原电池工作原理、正负极的判断及电极反应式的书写1.原电池正负极的判断把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：()A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB2.原电池电极反应式的书写:方法一：直接法步骤：1.首先判断出原电池的正负极2.写出原电池总反应（一般都是原电池负极与电解质溶液发生氧化还原反应）3.根据原电池正负极反应的原理（类型）来书写正极：发生还原反应（化合价降低的反应）氧化剂+ne-=还原产物负极：发生氧化反应（化合价升高的反应）还原剂-ne-=氧化产物注意：书写两个电极反应时要得失电子相等稀硫酸CFeA判断下列原电池正负极，写出电极反应式和电池反应式.负极（）________________正极（）_______________电池反应：_________________CuZn硫酸铜溶液方法二：加减法

若已知原电池总反应和其中一个电极反应，则另外一个电极反应==原电池总反应—电极反应步骤：1.判断原电池正负极2.写出原电池总反应3.先写出负极的电极反应一般负极：M-ne-=Mn+注意：在书写负极反应一定要考虑Mn+与电解质溶液是否反应。如电解质溶液为碱性负极：M+nOH--ne-=M(OH)n注意Al在NaOH电解质溶液中作负极Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O4.正极反应=原电池总反应-负极电极反应碱性锌锰电池：电池反应方程式：2MnO2＋Zn＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2负极(Zn)：

.正极(MnO2)：

2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是（）A、Li是正极，电极反应为Li－e-=Li+B、Li是负极，电极反应为Li－e-=Li+C、Li是负极，电极反应为MnO2+e-=MnO2–D、Li是负极，电极反应为Li－2e-=Li2+B(2011·安徽理综，12)研究人员最近发明了一种“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，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl==Na2Mn5O10＋2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是(

)A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－==AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C．Na＋不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物2.燃料电池（氢氧燃料电池）（1）电解质是酸性：①总反应：2H2+O2==2H2O正极：O2＋4H＋＋4e－==2H2O负极：2H2－4e－==4H+（2）电解质是碱性或中性：①总反应：2H2+O2==2H2O正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－负极：2H2+4OH－-4e－==4H2O(3)固体电解质（高温下能传导O2-）①总反应：2H2+O2==2H2O正极：O2＋4e－==2O2-负极：2H2+2O2--4e－==2H2O（4）熔融碳酸盐作电解质(熔融K2CO3)①总反应：2H2+O2==2H2O正极：O2＋2CO2+4e－==2CO32-负极：2H2+2CO32--4e－==2H2O＋2CO2【案例3】

(2010·安徽理综)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，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：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极练习：写出甲烷燃料电池在下列条件下的电极反应（1）酸性电解质溶液条件（2）KOH溶液条件（3）固体电解质（传导O2-）（4）固体电解质（传递H+）（5）熔融碳酸盐（K2CO3）应用四.原电池的设计任何一个氧化还原反应，理论上都可以设计成原电池以2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2反应为依据，设计一个原电池，1.确定电极材料两电极必须导电，先确定负极，然后确定正极，正极材料的活泼性不如负极2确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液做电解液。(3)构成闭合回路。如图所示：例1

：下列制氢气的反应速率最快的是（）A.纯锌和1mol/L硫酸；B.纯锌和18mol/L