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第1轮复习80课时达标教程课时40 原电池-常见电池【考试说明详解】【要求】了解常见化学电源的种类及其工作原理。【解读】了解银锌钮扣电池、铅蓄电池、燃料电池（如氢氧燃料电池、甲烷燃料电池）等常见化学电源的种类。理解其工作原理，能判断电池的正负极，书写电极反应式。（锌锰干电池的工作原理只作简单介绍，不要求学生独立书写电极反应式； 惰性电极阳极阴离子主要考虑I、Br、Cl、OH放电顺序，可以不再拓展。）【要求】理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。【解读】1认识金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的意义。2知道化学腐蚀和电化学腐蚀的区别，了解金属发生电化学腐蚀的原理。3理解钢铁电化学腐蚀发生的条件，知道钢铁的两种电化腐蚀的原理和环境条件，能书写有关的电极反应式和总反应式。【自学达标】一、常见的化学电池1、干电池电极:Zn为负极,碳棒为正极， 电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。电极方程式：负极(Zn):Zn2e-Zn2 正极：2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 +H2O2、银锌电池Zn为负极,Ag2O为正极 电解液: KOH溶液电极反应式: 负极:Zn2OH2e-Zn(OH)2 正极:Ag2OH2O2e-2Ag2OH总反应式: 3、铅蓄电池: 电极：Pb为负极, PbO2为正极. 电解液: 30%的H2SO4溶液 电极反应式:放电时：为原电池 负极(Pb) ： PbSO42-2e-PbSO4 正极(PbO2) ：PbO24HSO422e-PbSO42H2O总电池反应: 充电时：为电解池 阴极(Pb)： PbSO4 2e- PbSO42- 阳极(PbO2) ：PbSO42H2O2e-PbO24HSO42总电解反应: 2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO44、燃料电池 (1)电极:Pt制作的惰性电极 (2)电解质溶液:KOH溶液 (4)反应原理: 正极: 负极: 总反应： 以甲烷作燃料的燃料电池：电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。电极反应：负极： 正极： 总反应式： 二、金属的腐蚀指金属或合金周围接触到气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。金属腐蚀的本质是金属原子 变成 的过程。金属的腐蚀一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。判断金属腐蚀快慢的规律：(1)电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护腐蚀措施的腐蚀；(2)同种金属的腐蚀在强电解质中弱电解质中非电解质中；(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；(4)对同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 【引导探究】1.铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O根据上述情况判断：（1）工作时，电解质溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）工作时，电解质溶液中阴离子移向 极。（3）电流方向从 极流向 极。（4）写出负极的电极反应式： 。2.金属腐蚀的本质：金属原子 变为 ，金属发生 。3.金属腐蚀的类型：析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：析氢腐蚀 吸氧腐蚀条件电极反应 负极 正极 总反应式 联系 更普遍 【典例分析】例1（2010全国卷1）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：（激发态） 下列关于该电池叙述错误的是：（ ）A电池中镀铂导电玻璃为正极 B电池工作时，离子在镀铂导电玻璃电极上放电C电池工作时，是将太阳能转化为电能 D电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少【解析】B选项错误，从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极，也即镀铂电极做正极，发生还原反应：I3-+2e-=3I-；A选项正确，这是个太阳能电池，从装置示意图可看出是个原电池，最终是将光能转化为化学能，应为把上面四个反应加起来可知，化学物质并没有减少；C正确，见B选项的解析；D正确，此太阳能电池中总的反应一部分实质就是：I3-3I-的转化（还有I2+I-I3-），另一部分就是光敏有机物从激发态与基态的相互转化而已，所有化学物质最终均不被损耗！ 【答案】B还原氧化例2（09上海卷13）右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛 有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（ ）A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【解析】a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。答案：B【达标自测】1. 如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是（ ）A.锌片是负极 B.两个铜片上都发生氧化反应C.石墨是阴极 D.两个番茄都形成原电池下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ()Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH-4e-2H2OO2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为（ ）A H22OH2e2H2O B O24H4e2H2OC H22e2H D O22H2O4e4OH4.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）A. B.C.D.5一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池的说法不正确的是( )A.在熔融电解质中，O2-不可能移向正极B.电池的总反应是：2 C4H10 + 13 O2 = 8 CO2 + 10 H2O C.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e- 2 O2-D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26 e- + 13 O2- 4 CO2+ 5 H2O我国首创的铝空气海水电池被称为“海洋电池”，是一种无污染的长效电池，以铁铂合金网(接触空气)和铝分别为电池的两极放入海水中即可供电，下列反应与该电池的工作原理有关的是( ) Fe2e=Fe2 Al3e =A13 O22H2O4e =4OH 4Al3O26H2O=4Al(OH)3 2FeO22H2O=2Fe(OH)2A.B. C.D.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应： ；负极反应： 。（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol/L，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤： 。氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH Fe3+ 1.9 3.2Fe2+ 7.09.0Cu2+ 4.76.7提供的药品：Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu (4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式： ； 。劣质不锈钢腐蚀的实验现象： 。【综合提高】（2010浙江卷）9. Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li+FeS+2e-Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是ALi-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价B该电池的电池反应式为：2Li+FeSLi2S+FeC负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+D充电时，阴极发生的电极反应式为：. (09天津卷10)（14分）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为 （用a、b 表示）。（2）负极反应式为。（3）电极表面镀铂粉的原因为 。（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原