第一讲 原电池原理及应用

第一讲原电池原理及应用,理解原电池原理及构成条件。初步了解化学电源。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。,【考纲要求】,高考热点：,分析原电池中能量转换、氧化还原关系、电解质溶液变化(pH、离子移动、现象等）情况,原电池、金属腐蚀及新型电池的电极判断和电极反应式的书写,实物图、图表类问题的分析,电化学综合应用,本课时目标：,总结归纳原电池原理的基础知识及构成条件,原电池电极判断和电极反应式的书写方法,一、原电池原理及构成,1、原电池：把化学能转变为电能的装置。,完成218页对点演练第1题，思考：构成原电池的条件是怎样的？,2、组成条件：两个活泼性不同的电极。通常用活泼金属做负极，用不活泼金属或可以导电的非金属做正极。电解质溶液：一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应或做氧气的载体。通过导线连接电极（或电极相互接触），形成闭合回路。,3、实质：通过自发的氧化还原反应中的电子转移，在外电路上形成电流。,练习：218页第2题,【例】某学生欲完成2HCl2Ag2AgClH2反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是,C,4、原电池的工作原理：,以Zn|H2SO4|Cu原电池为例，归纳原电池中电极、电极反应及其氧化还原情况、电子流向、电流方向、离子移动方向216页基点梳理,原电池原理.swf,练习(2007年高考全国理综卷II10题)在盛有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,【解析】由题意可判断本题涉及的是原电池的知识，发生的总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，活泼金属锌为原电池的负极，失去的电子沿导线流向铜片，H+在作为正极的铜片上得到电子后生成氢气，因此B、C项错误，所以H+向正极移动，而SO42向负极移动，则负极附近的SO42离子浓度逐渐增大。,D,(2007年高考海南化学卷14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：电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；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_；外电路中的电子是从_电极流向_电极。,Cu,AgNO3溶液,正,Age=Ag,Cu2e=Cu2,负(Cu)正(Ag),（1）根据电极材料的性质确定。对于金属金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；对于金属化合物电极，金属是负极，化合物是正极（2）根据电极反应的本身确定。失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。（3）根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极；,5、原电池电极的判断,6、原电池电极反应的书写：,（1）、普通电池：负极：M-ne-=Mn+正极：若负极能直接与电解质反应酸性溶液中：2H+2e-=H2不活泼金属盐溶液：Mn+ne-=M若负极不能直接与电解质反应，则注意其它氧化剂，通常为2H2O+O2+4e-=4OH-练习：219页对点演练第6题注意：电极反应产物是否与电解质溶液发生反应;水中的H+参与电极反应可直接写成离子。,（2）燃料电池,正极：2H2O+O2+4e-=4OH-（碱性或中性电解液）O2+4e-+4H+=2H2O（酸作电解液）O2+4e-=2O2-（能传递O2-的电解质）负极：用总反应式（通常为离子方程式）减去正极反应式。练习：220页对点演练第10题,（3）化学电源通常题目给定总反应式，注意放电为原电池，充电为电解池；分析有关元素化合价变化情况，选择一个简单的变化情况写电极反应式，通常为负极金属；另一极用总反应式（通常为离子方程式）减去已写出的反应式。,(2007年高考理综天津卷13题)天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2C6CoO2LiC6，下列说法正确的是()A充电时，电池的负极反应为LiC6e=LiC6B放电时，电池的正极反应为CoO2Lie=LiCoO2C羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低,B,【解析】本题考查了电解池和原电池的综合应用能力。充电时，Li被氧化，为电解池的阳极，所以A项错误；在整个电极反应过程中，Li+起着转移电子的作用，但如果电解质溶液中含有H+，H+得电子能力大于Li+，则首先放电的是H+，所以C项错误。由于金属Li的密度小，所以单位质量的Li失去电子的物质的量大，因此其比能量比其他金属大。当电池放电的情况下，正极得到电子，Li+得到电子进入到CoO2中。,（05江苏）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为下列叙述不正确的是A放电时负极反应为：Zn-2e+2OH=Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)33e+5OH=FeO+4H2OC放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强,3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,充电,C,（05广东）、一种新燃料电池，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-。下列对该燃料说法正确的是A、在熔融