原电池知识讲解+练习

化学能转化为电能—原电池一、原电池1．概念：把能转化为能的装置．2.原电池工作原理(1).原理图示负极：（反应）正极：（反应）总反应方程式：外电路：电子从流向，电流从内电路：阴离子移向，阳离子移向(2).原电池的正负极的判断：①根据电子流动方向判断。在原电池中，电子流出的一极是；电子流入的一极是。②根据两极材料判断。一般活泼性的金属为负极；活泼性的金属或能导电的非金属为正极。③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。向正极移动，向负极移动。④根据原电池两极发生的变化来判断。负极发生；正极发生。⑤根据现象判断。或的一极为负极，或的一极为正极。二、原电池电极反应式的书写与化学电源一般来讲，书写原电池的电极反应式应注意如下四点：

1、准确判断原电池的正负极一般而言，较活泼的金属成为原电池的负极，但不是绝对的。如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，铜是，因为。此时，其电极反应式为：负极：正极：镁-铝-NaOH溶液构成原电池，负极。主要是看哪一个电极更易与电解质溶液发生氧化还原反应，就是负极，若都是惰性电极，则看哪种离子是失去电子，它所存在的半电池就为负极。2、高度注意电解质的酸碱性在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，当得到或是去电子后形成的离子要检查是否能继续与电解液发生反应。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，酸中负极反应：正极反应式为：;如铅蓄电池中，负极Pb失去电子成为Pb2+后，会继续与SO42-发生发硬生成难溶物质PbSO4，故电极反应为。3、牢牢抓住总的反应方程式两个电极反应相加即得总的反应方程式。所以，对于一个陌生的原电池，只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式，即可迅速写出另一个电极反应式。

4、不能忽视电子转移数相等在同一个原电池中，负极失去的电子数必等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。这样可以避免由电极反应式写总反应方程式，或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误，同时，也可避免在有关计算中产生误差。三、化学电源一次电池：即电池中的反应物质在进行一次电化学反应放电之后就不能再次使用了。（1）锌锰电池—干电池

该电池的负极材料是锌，正极材料是碳棒，电解质是MnO2、NH4Cl、ZnCl2组成的糊状物。总反应：Zn+2MnO2+2

NH4+==

Zn2++

Mn2O3+2NH3+H2O负极：Zn

==

Zn2+

+2e-

正极：（2）银锌电池—钮扣电池

该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。总反应式为：Zn+

Ag2O==

ZnO+2Ag负极：正极：（3）高能电池—锂电池

。由于锂的相对原子质量很小，所以比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大，使用寿命长，适用于动物体内（如心脏起搏器）。因锂的化学性质很活泼，所以其电解质溶液应为非水溶剂。如作心脏起搏器的锂—碘电池的总反应式为：2Li+I2==2LiI。则电极反应式为：负极：正极：（4）海水铝电池

91年我国首创以“铝-空气-海水”电池为能源的新型航海标志灯。这种灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中就能发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20—50倍。其电极反应式为：负极：正极：总反应式为2、蓄电池：可以多次反复使用，放电后可以充电复原，又称二次电池。可充电电池电极反应式的书写

可充电电池是联系原电池与电解池的桥梁，它也是电化学知识的重要知识点。放电为原电池反应，充电为电解池反应。原

电池的负极反应与电解池的阴极反应，原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应。只要学生按前面方法能熟练书写放电(即原电池)的电极反应式，就能很快写出充电(即电解池)的电极反应式。

（1）铅蓄电池：铅蓄电池是一种常见的可充电池，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。该电池以Pb和PbO2作电极材料，H2SO4作电解质溶液。总反应式为：Pb+

PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O试写出充放电时的电极反应放电时：正极：负极：充电时：阳极：阴极：(2)镍镉电池:以为负极，为正极，以为电解质。负极：正极：(3)常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应式可表示为2Ni(OH)2＋Cd(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O正极：负极：

三、原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用。1．比较不同金属的活动性强弱根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极．结合其他方法一起判断。2．加快化学反应速率由于原电池将氧化还原反应拆成两个半反应且有电流产生，因而反应速率加快．如Zn与稀H2SO4反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu－Zn原电池，加快反应进行．量多量少对H2产生量有影响。3．用于金属的防护要保护一个铁制闸门，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁制闸门作正极．4．设计制作化学电源设计原电池时要紧扣构成原电池的条件．(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；(2)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反应。(3)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，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(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离子。如在铜—锌—硫酸构成的原电池中，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Cu2+的溶液中。例题：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。请回答下列问题：(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是___________；(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为_________________X电极上发生的电极反应为_______________________；(3)外电路中的电子是从______电极流向________电极。练习题一、原电池的构成1.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸，锌片是（）A．阴极B．正极C.阳极D．负极2.铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是A.铁棒附近产生OH－ B.铁棒被腐蚀C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨棒上放出O23.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是（）A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al－3eˉ＝Al3+B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3eˉ＋4OHˉ＝AlO2ˉ＋2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu－2eˉ＝Cu2+D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu－2eˉ＝Cu2+4.:2Fe3＋＋Fe＝Fe2＋，（）。A.正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液。B.正极为C，负极为Fe，电解质溶液为NO33溶液。C.正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为FeSO43溶液。D.正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液。5.据报道，美国正在研究的新电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是A.锌为正极，空气进入负极反应B.负极反应为Zn－2e－===Zn2＋C.正极发生氧化反应D.电解液肯定不是强酸二、化学电源1.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2。根据此反应式判断下列叙述中正确的是（）A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大B．电池放电时，镍元素被氧化C．电池充电时，氢元素被还原D．电池放电时，H2是负极2.生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是（）A.负极发生的电极反应可能是：O2－4e－＋2H2O===4OH－B.正极发生的电极反应可能是：O2－4e－===2O2－C.负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCOD.正极反应主要是C6H12O6生成CO2或CO3.铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是A.铁棒附近产生OH－ B.铁棒被腐蚀C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨棒上放出O24.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=====Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为FeB.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时，阳极:2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O5.人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。右图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是()A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D．催化剂b表面的反应是CO2＋2H＋＋2e－=HCOOH三、原电池的应用1.有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀；将A、D分别投入到等浓度盐酸中，D比A反应快；将铜浸入B的盐溶液中无变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为（）A．D＞C＞A＞BB．D＞A＞B＞CC．D＞B＞A＞CD．B＞A＞D＞C2.100mL浓度为2mol·L-1的盐酸跟7.8g锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）A．加入大量的2mol·L-1的盐酸B．加入数滴氯化铜溶液C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液3.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3下列说法错误的是（）A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为：2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g4.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（）A.4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓B.2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2↓C.2H2O＋O2＋4e－===4OH－D.Fe－3e－===Fe3＋5.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中①铝合金是阳极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应A．②③ B．②④ C．①② D．①④四、填空题1．原电池的正负极的判断：①由组成原电池的两极材料判断。一般是的金属为负极，活泼性的金属或能的非金属为正极。②根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由流向；电子流动方向是由极流向极。③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是极，阴离子移向的极为极。④根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是电子发生氧化反应，其正极总是电子发生反应。2.14．如图所示装置：（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，两极反应式为：正极；负极。该装置将能转化为能。（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为，总反应方程为。3.Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2。请回答下列问题