高考化学：原电池及其应用

学霸推荐电化学第1课时原电池及其应用优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路电化学的知识点特点一、【点少且较易上手】知识点不多，抽象性不大氧化还原反应和离子反应的综合应用，有基础铺垫二、【模块分明但相通性高】两个核心板块区分度高但相通性90%以上三、【题型固定但内容新颖，方法是关键】题型固定，喜欢出陌生电化学方程式，方法是关键Fe

2HCl

FeCl

H

225MnO

+

2Ag

+

2NaCl

=

Na

Mn

O

+

2AgCl22510LiMO

Li

C

LiC

Li

MO21

x661

x2电化学结构复习回顾1、氧化还原反应知识点氧化剂，具有氧化性，得电子，化合价降低，发生还原反应，生成还原产物还原剂，具有还原性，失电子，化合价升高，发生氧化反应，生成氧化产物转移电子数的判断：等于方程式中所有化合价升高的元素的价态变化之和，或者等于所有化合价降低的元素的价态变化之和！！！2、离子反应中不可拆成离子的物质①单质（Fe、C）②氧化物（CO

、CuO）2③气体（O

、NH

）、23④难溶物（BaSO

、CaCO

）43⑤弱电解质（弱酸、弱碱、H

O）、2⑥微溶物（悬浊液不可拆：石灰乳；澄清溶液可拆：澄清石灰水）PA

RT

1构建原电池知识网络帮你快速了解本节课主题，清楚注意事项，对学习收获了然于心DREAMOFTHEFUTURE原电池知识网络图：构成条件反应原理Zn

H

SO

ZnSO

H

~

2e

2442内电路阴阳离子走向简记方法：正电找正极，负电找负极反应原理活泼金属作负极（Zn，Mg作负极）较不活泼金属作负极（Al，Cu作负极）Tips：负极材料的判断：两个电极都能和电解质反应，则活泼金属作负极；只有一个能反应，则该金属作负极，特例：Mg—Al—NaOH，Fe（Al）—Cu—浓硝酸电极方程式书写例子Zn

H

SO

ZnSO

H

总方程式：2442离子方程式：Zn

2H

Zn2

H2

负极方程式：

Zn

2e

Zn2正极方程式：

2H

2e

H2遵循原则：①化合价升降守恒②电荷守恒③原子守恒电极方程式书写三步曲：①先明确总方程式中哪些物质可拆成保留下来的离子形式。②找出反应物和生成物中化合价升降的元素及对应的转移电子数，书写电极方程式雏形：x反应物

±ye－

=z生成物注意：x、y、z三个系数一定要匹配，非常关键！！！③根据②中的式子判断等号两边的电荷情况，同时结合电解质可提供的微粒情况，先用电荷守恒配平带电介质，再用原子守恒配平不带电介质（H2O系数最后配）。转移电子数判断技巧：Tips：电解质可提供微粒介质：1、只找化合价升高或降低的元素，并且等于相应变化的价态总和！！！2、找自己熟悉的物质！！！①酸溶液：H

、H

O+2②碱溶液：OH

、H

O－2③熔融氧化物：O2－5MnO

+

2Ag

+

2NaCl

=

Na

Mn

O

+

2AgCl22510电极方程式书写Tips：电解质可提供微粒介质：①酸溶液：H

、H

O三步曲环环相扣，因此每一步都要细心，不然后面的工作都是徒劳无功，前面的工作基本都要推倒重建！！！+2②碱溶液：OH

、H

O－2③熔融氧化物：O2－例题Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池装置，总反应方程式如下，请写出正负极电极方程式。2Al

2NaOH

2H

O

2NaAlO

3H

总方程式：222负极：正极：Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池装置，总反应方程式如下，请写出正负极电极方程式。例题总方程式：

2Al

2NaOH

2H

O

2NaAlO

3H222

答案：负极：

2Al

6e

8OH

2AlO

4H

O22正极：6H2O

6e

3H2

6OH

解析：三步曲走①先判断总方程式里哪些物质可拆成离子的形式，这里只有NaOH和NaAlO

可拆，并2保留OH

和AlO

。－－2②判断总方程式中化合价升降的元素以及转移的电子个数，在这里只有Al升高，水中的H降低，整个式子共转移6个电子，写出正负极方程式雏形，

即负极：

2Al

6e

2AlO，正极：

H

O

6e

3H222③判断等号两边电荷情况，负极左边是6个正电荷，右边是2个负电荷，正极左边是6个负电荷，右边没有电荷；此时结合电解质可提供OH

和H

O这两种介质，先用电荷守－2恒配平OH

，再用原子守恒配平H

O。－2项目温度变化情况能量变化情况Zn片反应Cu片反应总反应图Ⅰ图Ⅱ溶液温度升高溶液温度不变化学能→电能化学能→电能、热能Zn－2e－=Zn2+Cu

+2e

=Cu2+－Zn+Cu

=Zn

+Cu2+2+特点效率低效率高，电流稳定且持续时间较长1、连接内电路构成闭合回路2、平衡电荷（盐桥内阴阳离子移动方向：正电找正极，负电找负极）3、盐桥中琼脂内的电解质溶液不能与两侧的电解质溶液反应盐桥作用及选择要求化学电源分类化学电源分类干电池（一次电池）：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池①普通锌锰电池：Zn作负极、石墨作正极、NH

Cl和ZnCl

作电解质42总反应：负极：Zn

2MnO

2NH

Cl

ZnCl

2MnOOH

2NH2423

2

Z

n

2

e

Z

n正极：

42MnO

2e

2NH

2MnOOH

2NH23②碱性锌锰电池：Zn作负极、MnO2作正极、KOH或NaOH作电解质总反应：

Zn

2MnO

2H

O

2MnOOH

Zn(OH)222负极：

Zn

2e

2OH

Zn(OH)2正极：

2MnO

2e

2H

O

2MnOOH

2OH22③银锌电池：Zn作负极、Ag2O作正极、KOH或NaOH作电解质总反应：Zn

Ag

O

H

O

2Ag

Zn(OH

)222负极：

Zn

2e

2OH

Zn(OH)2

正极：

Ag

O

2e

H

O

2Ag

2OH22化学电源分类充电电池（二次电池）：铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池①铅蓄电池：Pb作负极、PbO

作正极、H

SO

作电解质224总反应：负极：Pb

PbO

2H

SO

2PbSO

2H

O22442

2

4

P

b

2

e

S

OP

b

S

O4正极：

PbO

2e

SO

4H

PbSO

2H

O224

4

2②镍镉电池：Cd作负极、NiOOH作正极、KOH或NaOH作电解质总反应：

Cd

2NiOOH

2H

O

Cd(OH)

2Ni(OH)222负极：

Cd

2e正极：

2OH

Cd(OH)2

2

2NiOOH

2e

2H

O

2Ni(OH)

2OH2化学电源分类燃料电池：特点：①化学能→电能，无燃烧过程

②产物绿色无污染

③高效Tips：1、燃料作负极，氧气作正极，总方程式转移电子数等于氧气分子数的4倍2、产物判断：C→CO

（酸），CO

（碱），HCO

（碳酸盐溶液）2－－233氢氧燃料电池总反应2H

O

2H

O222酸性溶液碱性溶液中性溶液负极：2H

4e

4H

正极：

O

4e

4H

2H

O222负极：2H

4e

4OH正极：

4H2OO2

4e

2H2O

4OH

2负极：

2H

4e

4H

正极：

O

4e

2H

O

4OH222熔融金属氧化物

负极：2H

4e

2O

正极：O

4e

2O2

2

2H2O22化学电源分类甲烷燃料电池

总反应：

CH

2O

CO

2H

O4222酸性溶液碱性溶液负极：

CH4

8e

2H

O

CO

8H

正极：

2O2

8e

8H

4H2O

22

23

3H2O总反应：

CH

2O

2OH

CO42负极：

正极：正极：正极：

CH

8e

10OH

CO237H2O2O

8e

4H

O

8OH42

2总反应：

2

3

2HCO

H

OCH

2O

CO4232Na

CO

溶液23负极：

2

3

3

3

2

3

4H2OCH

8e

9CO3H

O

10HCO2O

8e

8HCO

8CO422

总反应：

CH

2O

CO

2H

O4222熔融Na2CO3

2

5CO

2H

O2

22O2

8e

4CO2

4CO2

负极：CH

8e

4CO433技巧总结1、电子移动电子移动方向为：负极→导线→正极，电子不可通过电解质，只要通过电解质一律错误2、阴阳离子移动阴阳离子移动方向：阳离子→正极，阴离子→负极（简记：正电找正极，负电找负极）3、电极方程式书写判断大方向先判断反应物、生成物、得失电子、介质正误，4者均正确式子才可能正确；后再判断系数正误转移电子数判断：只找升高或降低的元素价态变化之和，且找熟悉的物质判断（金属单质只升高，氧气只降低）4、两极及溶液整体pH变化两极：看电极方程式，若消耗H

或产生OH

，则pH升高；若消耗OH

或产生H

，则pH降低+－－+溶液整体：结合电解质酸碱性和总反应方程式判断例如：CH4-NaOH燃料电池负极：

2

3

，pH降低

正极：7H2O

，pH升高CH

8e

10OH

CO2O

8e

4H

O

8OH422总反应：3H2O，pH降低CH

2O

2OH

CO

2

342原电池知识网络图：课堂练习11、根据给出的电池总反应方程式，写出对应的电极方程式：①碱性锌锰干电池的总反应：2MnO

+Zn+2H

O═2MnO（OH）+Zn（OH）222负极：ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ正极：ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ②研究人员最近发现了一种水电池，能利用淡水与海水之间的含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应式为：5MnO

+2Ag+2NaCl=Na

Mn

O

+2AgCl22510负极：ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ正极：答案解析1①碱性锌锰干电池的总反应：2MnO

+Zn+2H

O═2MnO（OH）+Zn（OH）222负极：ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ正极：ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ答案：负极：Zn－2e

+2OH

=Zn（OH）

，正极：2MnO

+2e

+2H

O=2MnOOH+2OH－－－－222解析：该原电池中Zn的化合价升高，Mn的化合价降低，整个式子共转移2个电子，故Zn作负极、MnO

作正极，负极上失电子，正极上得电子，先写出雏形电极方程：负极：Zn－2e

=Zn（OH）

，－22正极：2MnO

+2e

=2MnOOH。－2再结合电解质微粒情况，根据电荷守恒及原子守恒，先配平带电介质，再配平中性介质，可得负极：Zn－2e

+2OH

=Zn（OH）

，正极：2MnO

+2e

+2H

O=2MnOOH+2OH－－－－222②研究人员最近发现了一种水电池，能利用淡水与海水之间的含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应式为：5MnO

+2Ag+2NaCl=Na

Mn

O

+2AgCl22510负极：ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ正极：答案：负极：2Ag－2e

+2Cl

=2AgCl，正极：5MnO

+2e

=Mn

O－－－2－1025解析：该原电池中Ag的化合价升高，Mn的化合价降低，整个式子共转移2个电子，故Ag作负极、MnO

作正极，负极上失电子，正极上得电子，先写出雏形电极方程：负极：2Ag－2e

=2AgCl，－2正极：5MnO

+2e

=Mn

O

。－2－2510再结合电解质微粒情况，根据电荷守恒及原子守恒，先配平带电介质，再配平中性介质，可得负极：2Ag－2e

+2Cl

=2AgCl，正极：5MnO

+2e

=Mn

O－－－2－2510课堂练习22、以海水为电解质的Mg﹣AgCl电池在军事上可用作电动鱼雷的电源，其电池反应的离子方程式为：2AgCl+Mg═Mg

+2Ag+2Cl

。该电池工作时，下列说法正确的是2+－（ꢀꢀ）A．海水中的NaCl被氧化B．Mg电极发生还原反应C．电流由Mg经外电路流向AgClD．正极反应为AgCl+e－═Ag+Cl－答案解析22、以海水为电解质的Mg﹣AgCl电池在军事上可用作电动鱼雷的电源，其电池反应的离子方程式为：2AgCl+Mg═Mg

+2Ag+2Cl

．该电池工作时，下列说法正确的是（ꢀꢀ）2+－A．海水中的NaCl被氧化B．Mg电极发生还原反应C．电流由Mg经外电路流向AgClD．正极反应为AgCl+e－═Ag+Cl－【分析】该原电池中Mg失电子作负极、AgCl得电子作正极，负极反应式为Mg－2e

＝Mg

，－2+正极反应式为2AgCl+2e

═2Cl

+2Ag。－－【解答】A、镁被氧化，故A错误；B、Mg电极发生氧化反应，故B错误；C、电子由Mg经外电路流向AgCl，故C错误；D、正极是氯化银中的+1价的银发生还原反应，电极反应式为AgCl+e

═Ag+Cl

，故D正确；－－故选：D课堂练习33、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用．锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为：Zn+2MnO

+2H

O＝2MnOOH+Zn（OH）

，222下列说法错误的是（ꢀꢀ）A．电池工作时，锌失去电子B．电池负极反应为Zn－2e

+2OH

＝Zn（OH）－－2C．电池工作时，电流由负极通过外电路流向正极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g答案解析33、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用．锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为：Zn+2MnO

+2H

O＝2MnOOH+Zn（OH）

下列说法错误的是（ꢀꢀ）222A．电池工作时，锌失去电子B．电池负极反应为Zn－2e

+2OH

＝Zn（OH）－－2C．电池工作时，电流由负极通过外电路流向正极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g【解答】A、原电池中失电子的一极为负极，Zn转化为Zn（OH）2，化合价升高失电子，做负极，故A正确；B、负极失电子，发生氧化反应，所以负极的电极反应式为：Zn－2e

+2OH

＝Zn（OH）

，故B正确；－－2C、电池工作时，电子由负极流向正极，电流由正极通过外电路流向负极，故C错误；D、由Zn+2MnO

+2H

O＝2MnOOH+Zn（OH）

可知，65gZn反应转移电子为2mol，则6.5gZn反222应转移0.2mol电子，故D正确。故选：C课堂练习44、高效能电池的研发制约电动汽车的推广。有一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应式为：2C

H

+7O

+8KOH═4K

CO

+10H

O，有关此电池的推断正确的是（ꢀꢀ）2

62232A．负极反应为：14H

O+7O

+28e

═28OH－－22B．放电过程中KOH的物质的量浓度不变C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molD．放电一段时间后，负极周围的pH升高答案解析44、高效能电池的研发制约电动汽车的推广。有一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应式为：2C

H

+7O

+8KOH═4K

CO

+10H

O，有关此电池的推断正确的是（ꢀꢀ）262232A．负极反应为：14H

O+7O

+28e

═28OHB．放电过程中KOH的物质的量浓度不变﹣﹣22C．每消耗1molC

H

，则电路上转移的电子为14mol

D．放电一段时间后，负极周围的pH升高26【分析】原电池中通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极，电解质溶液呈碱性