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高三化学化学反应与能量变化第二讲 原电池原理及其应用【课标解读】课标要求学习目标1.理解原电池的工作原理。2.能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。1.理解原电池的工作原理，能判断电极名称、电子流向、电流方向。2.能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。【知识结构】一、原电池基础知识1.原电池反应的本质：_电池名称原电池（化学能电能）装置举例 形成条件电极名称负极：较活泼的金属或还原剂 正极：较不活泼的金属或氧化剂电极反应负极：_反应，金属失电子 正极：_反应，阳离子得电子电子流向经导线 _极_极溶液中离子流向：阴离子移动方向与电子相同。思考：下列哪几个装置能形成原电池？ A B C D E F2.原电池的正负极的判断方法（1）微观判断（根据电子流动方向）: 电子流出的极_ 电子流入的极_（2）宏观判断： 发生氧化反应的极_ 发生还原反应的极-_ 根据电极材料:较活泼的电极材料_,较不活泼的电极材料_ 思考：作负极的金属一定比作正极的金属活泼性强吗？3.原电池电极反应的书写、书写注意点（1）注明正负极 （2）得失电子数 （3）配平：电荷守恒、质量守恒、实例剖析（1）如果把3NO2+H2O2HNO3+NO拆分为两个半反应，写出其半反应的反应式。氧化反应_ _、还原反应_。（2）有2H2+O2=2H2O反应，构成燃料电池，则负极通_，反应式为_ 正极通_，反应式为_ 。如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为：负极_；正极 其溶液的pH各有何变化？_ _ _ 如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为负极负极_；正极 （3）某CO燃料电池，其一极通入CO，另极通入O2若以KOH溶液为电解质溶液，写出电极反应式：负极_；正极 若以熔融K2CO3作电解质，写出电极反应式： 负极_ _ ；正极 若以仅允许O2-通过的固体材料作电解质，写出电极反应式： 负极_；正极 【例1】在理论上可用于设计原电池的化学反应是 （ ）A2Al(s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)2NaAlO2(aq)+3H2(g)；H 0CCaC2(s)+2H2O(1)Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；H 0【例2】一种新型的乙醇电池（DEFC）是用磺酸类质子溶剂作电解质，在200左右时供电，比甲醇电池效率高出32倍，且安全。电池总反应为C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O。则下列说法正确的是AC2H5OH在电池的负极上参加反应 B电池正极的电极反应：4H+O2+4e- = 2H2O C在外电路中电子由负极沿导线流向正极 D1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子【例3】已知反应AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O是可逆反应，现设计下图所示装置进行下述操作：向B烧杯中逐滴加入浓HCl,发现微安表指针偏转；若改向B烧杯中滴加40%的NaOH溶液，发现微安表中指针向中所述相反方向偏转。(1) 两次操作过程中指针为什么会发生偏转，并且指针偏转方向相反。 。（2）操作过程中C1为 极，电极反应式为 。（3）操作过程中C2 极，电极反应式为 。二.化学电源 （1）分类a.一次电池又称不可充电电池干电池。锌锰干电池（酸性）的电极反应负极_ _正极_b.二次电池又称充电电池蓄电池（如铅畜电池）放电时的电极反应负极负极 _ _ 正极 _c.燃料电池。 以甲醇为燃料电池为主的燃料电池的电极反应、电池反应负极_；正极 电池反应 【例4】熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池。请完成有关的电池反应式。负极_；正极 三.金属腐蚀与防护 1. 金属腐蚀的类型 _、 _。2. 钢铁析氢腐蚀的条件 _正级反应式为 。钢铁吸氧腐蚀的条件 _正级反应式为 。3. 金属防护的方法_ _、_、_ _、_【例5】盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜(CH3COO)2Cu，将产生两种影响生成速率的因素，其一是：_其二是：_【例6】化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法不正确的是（ ）A明矾水解形成胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率CMgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料D电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁【反馈练习】1. 用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 （ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D2.把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由DC；A、C相连时，C极上产生大量气泡；B、D相连时，D极发生氧化反应，这四种金属的活动顺序是 （ ）A. ABCDB. ACDBC. CABDD. BDCA3.在原电池构成的闭合回路中，关于电子和阴、阳离子运动方向的描述正确的是 A.电子从原电池的负极通过导线移动向正极 B.电子从原电池的正极通过导线移动向负极C.阴离子在电解质溶液中向正极移动 D.阳离子在电解质溶液中向正极移动4.把一小块镁、铝合金放入6 mol/L的NaOH溶液中，可以形成微型原电池。则该电池负极发生的电极反应为 A.Mg-2e-Mg2+B.Al+4OH-3e-AlO+2H2OC.4OH-4e-2H2O+O2D.2H2O+2e-2OH-+H25.有关X、Y、Z、W四种金属进行如下实验：将X和Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀将片状的X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W比X反应剧烈用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸盐混合液，在阴极上首先析出单质Z根据以上事实，下列判断或推测错误的是 A.Z的阳离子氧化性最强 B.W的还原性强于Y的还原性C.Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D.用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X做负极6.摩托罗拉公司研发了一种由甲醇、氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充电一次。其电池反应为：2CH3OH+3O2+4OH- = 2CO+6H2O，则下列说法不正确的是 A.充电时，电能转化为化学能 B.充电时，电解质溶液的pH逐渐增大C.放电时，CH3OH参与反应的电极为负极，发生还原反应D.放电时，负极的电极反应为：CH3OH+8OH-6e-CO32-+6H2O7.有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯化铝锂（LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯（SOCl2)中而形成的，电池总反应方程式为：8Li+3SOCl26LiCl+Li2SO3+2S,下列叙述中正确的是 A.电解质溶液中混入水，对电池反应无影响 B.金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极C.电池工作过程中，亚硫酰氯（SOCl2)被还原为Li2SO3D.电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为418.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是 A该电池能够在高温下工作 B电池的负极反应为：C6H12O6+6H2O24e=6CO2+24H+ C放电过程中，H+从正极区向负极区迁移 D在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体L9.燃料电池是气体燃料氧化直接产生电流的装置，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入丁烷，电池的电解质是掺杂了Y2O3（三氧化二钇）的ZrO2（二氧化锆）晶体，它在高温下能传导O2-。（1）该电池放电时的化学反应方程式为： 。（2）该燃料电池的电极反应式为：正极：13O2+52e-26O2- 负极：2C4H10+26O2-