高中化学原电池原理

1、高中化学原电池原理原电池原理一原电池1.能量转化： 原电池是_的装置。 2.原电池构成条件：（)金属活泼性不同的两个电极(）电解质溶液（）电极、电解质溶液构成闭合回路3.结构：内电路电解质溶液、电极 导电微粒：自由移动离子(阳离子往正极移动,阴离子往负极移动）外电路电极（与导线) 导电微粒:自由移动电子(电子由负极经过导线流向正极,电流由正极流向负极）电极：根据活泼性的不同，分为 负极（金属活泼性强)正极(金属活泼性弱)。正极和负极 正极：通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电子流_(填“出”或“入”)的一极,电极上发生_(填“氧化”或“还原”反应）。 负极：通常是活泼性较强的金属，电子流_(

2、填“出”或“入”)的一极，电极被_(填“氧化”或“还原”）,电极发生_（填“氧化”或“还原”反应)。反应特点：自发的氧化还原反应5工作原理:负极失电子经导线流向正极形成电流，内电路自由移动的离子定向运动传递电荷【例题】下列关于原电池的叙述中正确的是( a ）.原电池能将化学能转变为电能.原电池负极发生的电极反应是还原反应.原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极d.原电池的电极只能由两种不同的金属构成【练习题1】在如图所示的装置中，的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( b ）a.碳棒上有气体放出，溶液h变大b是正极，b是负极 导线中有电子流动，电子流从a极到b

3、极d极上发生了氧化反应【练习题2】人造地球卫星用到的一种高能电池银锌蓄电池,它在放电时的电极反应为：n +2oezn + h2o a2o h e2ag +oh据此判断氧化银是（ b )a负极,并被氧化 b.正极，并被还原负极，并被还原 d正极,并被氧化二.原电池的形成条件 （）活泼性不同的电极材料（金属与金属或金属与非金属导体) （2)电解质溶液。电解质溶液中离子定向移动,传递电荷,接通内电路。 (）构成闭合电路(用导线连接或直接接触）【例题】下列装置属于原电池的是( b )【练习题】下列烧杯中盛放的都是稀h2so4，在u电极上产生大量气泡的是（ a ) 例如：fec(acl溶液)电极反应为:

4、(）fefe+ （)o2+2h2o4e=oh 电池总反应式：2f2+2h2o2fe(oh)2在这里f并没有和溶液中溶质nc发生反应,而是和发生氧化还原反应。可见在原电池中只要有能释放能量的氧化还原反应发生，就可以产生电流。三、原电池的工作原理活泼金属（负极)失电子氧化反应电子流出 不活泼金属（或石墨）（正极)得电子还原反应电子流入 在这里要求熟练书写电极反应和电池反应式,能由电极反应写出电池反应式,能由电池反应式写出电极反应,会判断电极符号、溶液p及浓度的变化等。例如:电子表所用钮扣电池的两极材料为zn和a2o，电解质溶液为h。 放电时锌极上的电极反应式为:zn+2o2e=zn（h）2 ag2

5、o电极上发生的反应为:g2+2o+2e=g2oh 下列说法正确的是（ ) a锌是负极，ag2是正极b锌发生还原反应,go发生氧化反应 c溶液中h向正极移动,k、h+向负极移动 d.随着电极反应的不断进行，电解质溶液的ph保持不变四.原电池原理的应用 （一)做电源要了解常见的一些电池，由所给条件判断两极符号、电极反应、电池反应、电解质溶液浓度、ph变化等。常见的化学电源1.普通锌锰电池干电池负极(锌筒）：zne- = z2 正极(石墨)：2nh+ + 2e-=2n3 + 电池总反应式为：zn + = zn2 + 2nh + h22.铅蓄电池(可充电电池)负极：b so42-e -= bso4 正

6、极:o2 4h+ so42 + 2 = b4 + 2ho充电放电电池总反应式为：pb+ b2 + 2h2s4 pbo4 + 2h2o3.银锌电池(钮扣电池）负极:n+2o-2-=zno+h 正极:go+ho+e_ =2ag+h电池总反应式为：ag2o +n 2ag + zno4.锂电池(有多种）5.海水电池 1991年，我国首创以铝-空气-海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯。 负极:4l12e= 4al3+ 正极：o h2o12e=2h电池总反应式为:4al+3o2 6h2o= al(o）6.燃料电池（如氢氧燃料电池）电池总反应式为：2h2 +o2= 2h2o(二）金属的腐蚀和防护1.金

7、属腐蚀的本质是：金属单质失电子被氧化成金属阳离子的过程,m+金属的腐蚀化学腐蚀：金属与氧化剂（o2、cl2等）直接反应电化学腐蚀（为主）（发生电原池反应）析氢腐蚀（酸性较强环境）（）fe2e=fe2+（）2h+2e=h2电池反应：fe+2h+=fe2+h2吸氧腐蚀（为主）（弱酸性或中性环境）（）fe2e=fe2+（）o2+2h2o+4e=4oh电池反应：2fe+o2+2h2o=2fe(oh)24fe(oh)2+o2+2h2o=4fe(oh)3 . 金属的防护 （1)加保护层：刷漆、电镀等。 (2）改变结构:制成合金。 (3）电化学方法 牺牲负极保护法: fe与zn相连，牺牲n保护f。 阴极保护

8、法： 将被保护的金属连在直流电源的负极(阴极），电源负极提供电子,阻止了金属失电子。 （三）加快反应速率 例如:纯锌与稀h2so反应速率较慢，当加入c4溶液以后,反应速率加快，因为zn+cu2+u+析出的c与n接触，在稀2so4中形成原电池，加快反应速率。 (四）判断金属活动性根据活泼金属为负极,不活泼金属为正极，可通过组成原电池判断金属活动性。经典例题【例1】下列叙述中正确的是 （ ）.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。 .由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。 c.马口铁(镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。 铜锌原电池工作时，若有3克锌被溶解,电路中就有0.4m

9、ol电子通过。 【例】把、b、c、四块金属泡在稀h24中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，为负极;c、d相连，d上有气泡逸出;a、c相连时a极减轻;、d相连，为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（ ）abcd bacbd c.acdb dbdca 【例3】电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为koh溶液,其电极反应是： zn + oh-2=zo +ho ago +h2 2e2g +2 h- 下列判断正确的是( )a.锌为正极，ag2o为负极。 b锌为负极,ag2为正极。 c原电池工作时,负极区溶液ph减小。 d.原电池工作时，负极区溶液ph增大。

10、【巩固练习】 一、选择题1.下列装置中，电流计中有电流通过的是( ）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( ）正极的电极反应可能是:2+2h2+4e=o b负极的电极反应可能是:o+2ho+4=4oh c负极的反应主要是h2o6（葡萄糖)生成o2或hco3 d.正极的反应主要是c2o6（葡萄糖)生成c2或hco3如图:电流计的指针会偏转，m极变粗，n极变细符合这种情况的是（ ) a是铜,n是锌,r是硫酸溶液 b.m是锌,n是铜,是硫酸铜溶液 c.m是银，n是锌,r是硝酸银溶液 dm是铁,n是铜,r是硝酸铜溶液4电子表中电源常用银锌微型

11、电池,其电极分别为a2o和zn,电解质溶液为koh溶液，电极反应分别为zn+2oh2eznh2,ag2o+h2+2e=2agh,总反应式：ao+n2ag+zn,根据上述变化,下列判断正确的是（ ） a.zn为正极,ago为负极 b工作时电池负极区溶液的ph增大 工作时电子由a极经外电路流向zn极.zn为负极，g为正极6把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中，当电路中有02ol电子通过时，负极的质量变化是（ ） a增加6.克 b.减少.5克c减少.6克 d增加6.4克7某原电池反应的离子方程式为:fe+2h=fe2+h2，下列说法正确的是（ ） a.hno3为电解质溶液 b锌为该原电池的负极c铁

12、极质量不变 d铜为该原电池的正极8下列说法正确的是（ ） a钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀,所以合金都不耐腐蚀 原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀 钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的ph不同，引起负极反应不同 d.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化9根据下列实验事实: （1)+2+2+y ()ho（oh)2+h2 (3)2+离子的氧化性比2+弱 （4）由y、w作电极组成的原电池反应为：y2e=y2由此可知，、y、z、w的还原性由强到弱的顺序是（) azw .xwz c.zy dyx10阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应式为:2h2+o22h

13、2o，电解质溶液为koh溶液,反应保持在一定温度下,使生成h2o蒸发,下列叙述正确的是（ ） a.h2为正极，o为负极 b.电极反应（正极):o222o+4=4oh电极反应（负极):2h2+4o4e42oc负极发生氧化反应，正极发生还原反应d.工作中电解质溶液ph值不断增大11燃料电池是利用燃料(如h2、co、ch4等)跟氧气或空气反应，将化学能转化为电能的装置。电解质溶液是强碱溶液。下列关于甲烷的燃料电池说法中正确的为（ ） a负极反应:o+2ho+e4oh b负极反应：410o8eo32+h2o c.随着放电进行，溶液的h值增大d.放电时溶液中的阴离子向正极移动1.将金属a和金属b分别放入

14、稀4中有氢气生成。若将金属a和金属b相连后投入稀h2o4中发现被腐蚀,b未被腐蚀。关于a、b的叙述是( ) .金属活动性 b还原性bac在后者装置中金属发生还原反应,金属发生氧化反应 金属b的表面有明显气泡产生，金属a表面无明显现象1把铁钉和碳棒用铜线连接后，浸入0.1ml/l的nacl溶液中，可能发生的现象为( ） a碳棒上放出氯气 碳棒附近产生oh c.碳棒上放出o2 d铁钉上放出21下列事实与电化腐蚀无关的是（ ) 埋在地下的铁管比在地面上的更易被腐蚀.为保护海船的螺旋浆和船壳，往往在螺旋浆和船壳上镶入锌块 .在空气中金属银的表面生成一层黑色物质 d.镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的

15、铁表面暴露在潮湿空气中更易腐蚀6某原电池总反应的离子方程式为:3+f=f2,不能实现该反应的原电池是()a.正极为u，负极为fe，电解质溶液为fecl b正极为，负极为f,电解质溶液为e(n）3 c正极为fe，负极为zn，电解质溶液为fe2(s4）3 d.正极为a，负极为e，电解质溶液为so二、填空题8.铅蓄电池是化学电池,其电极材料是p和bo,电解质溶液为稀硫酸,工作时该电池的总反应为pop2ho4=pbso+2h2，根据上述情况判断: (1)蓄电池的负极是_,其电极反应式为_ _; (2)蓄电池的正极是_，其电极反应式为_ _。本次课总结、原电池电极名称的判断方法（1)根据电极材料的性质确

16、定 金属金属电极,活泼金属是负极，不活泼金属是正极;金属非金属电极,金属是负极，非金属是正极;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2、 原电池电极反应式书写关键 （1）明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化; （）确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子,还是其他物质（如溶有或通入的氧气）; （3)判断是否存在特定的条件（如介质中的微粒h+、oh- 非放电物质参加反应）,进而推断电解质溶液的酸碱性的变化; （4)总的反应式是否满足质量守衡、得失电子守衡、电荷守衡。（o2 + 4+

17、+ 4e-=2h2o;2h + 4h - 4- = 4h2o）练习2.原电池产生电流的本质原因是 （ ）a原电池中电解液能电离出自由移动的离子b有两根导线将两个活性不同的电极连接c.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子d电极上进行的氧化还原反应中会有电子转移3下列说法中正确的是 ( ）a.原电池是把化学能转变为电能的装置b.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应c.原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应d.形成原电池后,原电池中的阳离子向负极方向移动实验室用锌片、铜片和ago溶液组成了原电池，正极上发生的电极反应式为 ( )a.2+ 2e=h2 b.n2e-zn2+ch2o+ o2+4e-=4oh- dg+ + e-=ag5.某原电池总反应的离子方程式为n + += z2+