高三复习原电池化学电源3班用

1、 高三化学第一轮复习高三化学第一轮复习 专题专题 化学反应与能量化学反应与能量例例：判断右边原电池的判断右边原电池的正、负极正、负极，并写出电极反应式并写出电极反应式。AFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极：Cu -2e Cu 2+ 正极：正极：2Fe3+ +2e -2Fe2+Cu CMg AlA稀硫酸溶液稀硫酸溶液NaOHNaOH溶溶液液（稀硫酸）（稀硫酸） 负极负极: Mg -2e-Mg2+ 正极：正极：2H+2e-H2（NaOH溶液）溶液） 负极：负极：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O 正极：正极：6H2O+6e- = 3H2+6OH-利用反应利用反应Zn+2FeCl

2、3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。 参考答案参考答案 负极（负极（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应）正极（正极（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）（还原反应）FeCl3溶液溶液(+)(-) G Zn Pt Zn (+)(-)盐桥盐桥C ZnCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液 G 燃料电池燃料电池 熔融盐电池熔融盐电池 二、化学电源二、化学电源常规电池常规电池 一次电池一次电池 二次电

3、池二次电池新型电池新型电池1 1、酸性锌锰干电池、酸性锌锰干电池干电池用锌制桶形外壳作干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充墨周围填充NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉作电解质溶液，和淀粉作电解质溶液，还还填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正极放出的的黑色粉末吸收正极放出的H H2 2，防止产生极化，防止产生极化现象。电极总的反应式为：现象。电极总的反应式为：2NH2NH4 4Cl+Zn+2MnOCl+Zn+2MnO2 2=ZnCl=ZnCl2 22NH3+MnMn2 2O O3 3+H+

4、H2 2O O请写出各电极的电极反应。请写出各电极的电极反应。(一一) 一次电池一次电池练：写出练：写出锌锰干电池锌锰干电池的电极反应和总化学反的电极反应和总化学反应方程式。应方程式。负极负极正极正极总反应总反应通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了？化判断它已经不能正常供电了？_我们在我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2

5、NH3+H2锌筒变软，电池表面变得不平整锌筒变软，电池表面变得不平整2MnO2+H2=Mn2O3+H2O负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn-2e- + 2OH - =ZnO+H2O正极（石墨）：正极（石墨）：MnO2+ 2e - +2H2O=Mn(OH )2+2 OH 2 2、碱性锌锰干电池、碱性锌锰干电池金属棒碱性锌锰电池的优点：碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，放电容量、时间增大几倍，电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。不会气涨或漏液。普通锌锰干电池普通锌锰干电池缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液总反应：总反应：Zn+ MnO2+H2O

6、= Zn O+ Mn(OH)23 3、锂电池、锂电池锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2) )：8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S负极：负极： ；正极：；正极： 。用途：质轻、高能用途：质轻、高能( (比能量高比能量高) )、高工作效率、高稳定电压、工、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。8Li-8e8Li-8e- -=8Li=8Li+ +3SOCl3SOCl2 2+8e+8e- -=6Cl=6Cl- -

7、+SO+SO3 32-2-+2S+2S钮扣电池：不锈钢制成一个由正钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由内靠正极一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨组成的正极活性材料，负极石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓材料，电解质溶液为浓KOHKOH溶液，溶液，已知电池内已知电池内ZnZn的氧化产物为的氧化产物为ZnOZnO，4、银、银-锌电池锌电池负极：负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2O

8、H- 总反应：总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag1、铅蓄电池、铅蓄电池电极材料及原料电极材料及原料电解质溶液电解质溶液正极：正极：PbO2 负极：负极：PbH2SO4溶液溶液负极（负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O 正极（正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O总反应：总反应：放电放电-原电池反应原电池反应( (二二) )二次电池二次电池( (可充电可充电) )2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电充电-电

9、解池反应电解池反应PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应还原反应阴极：阴极：阳极：阳极：PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) 氧化反应氧化反应接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：放电放电充电充电练习练习 铅蓄电池：铅蓄电池：汽车上用的铅蓄电池是一组充满海绵状汽车上用的铅蓄电池是一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满

10、二氧化铅的铅板组灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成。两个电极用硫酸溶液作为电解质溶液，工作时，两成。两个电极用硫酸溶液作为电解质溶液，工作时，两极发生的反应为极发生的反应为 Pb-2e+Pb-2e+SOSO4 42-2- =PbSO =PbSO4 4 PbO PbO2 2+2e+2e- -+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-= PbSO= PbSO4 4+2H+2H2 2O O 思考思考（1 1）对铅蓄电池的下列说法正确的是：对铅蓄电池的下列说法正确的是：A.A.充满充满灰铅的铅板为电源正极灰铅的铅板为电源正极B.B.充满充满灰铅的铅板为电源负极灰铅的铅板为电源负极 SO

11、SO4 42-2-只向只向PbOPbO2 2移动。移动。 C.C.充满充满灰铅的铅板发生氧化反应灰铅的铅板发生氧化反应D.充满充满灰铅的铅板发生还原反应灰铅的铅板发生还原反应C（2）在）在铅蓄电池工作时溶液的铅蓄电池工作时溶液的pHpH值将值将 A.A.不变不变 B.B.升高升高 C.C.降低降低 D.D.无法确定无法确定（3）在蓄电池生产和使用是，下列提法正确的是）在蓄电池生产和使用是，下列提法正确的是 A.生产和使用蓄电池时，不会造成环境污染。生产和使用蓄电池时，不会造成环境污染。 B.生产和使用蓄电池时，可能造成铅中毒和环境污染生产和使用蓄电池时，可能造成铅中毒和环境污染 C.使用铅蓄电

12、池时，若铅板上有使用铅蓄电池时，若铅板上有1mol铅反应就消耗铅反应就消耗2mol 硫酸硫酸 D.在铅蓄电池使用时，电解质溶液密度会增大在铅蓄电池使用时，电解质溶液密度会增大（4）今若用此蓄电池电解饱和食盐水制）今若用此蓄电池电解饱和食盐水制Cl2 ，制得，制得Cl2 0.05mol，这时电池内消耗的硫酸的物质的量至少是：，这时电池内消耗的硫酸的物质的量至少是： A）0.025mol B）0.050mol C）0.10mol D）0.20molBB CC 6. 6.爱迪生蓄电池的电池反应：爱迪生蓄电池的电池反应： Fe+NiOFe+NiO2 2 +2H +2H2 2O Fe(OH)O Fe(O

13、H)2 2+ Ni(OH)+ Ni(OH)2 ,2 ,有关有关说法错误的是：说法错误的是：A.A.放电时放电时FeFe做负极，做负极，NiONiO2 2作正极作正极B.B.充电时阴极上的电极反应是：充电时阴极上的电极反应是： Fe(OH)Fe(OH)2 2+2+2e e- - = Fe+2 = Fe+2OHOH- - C.C.放电时电解质溶液的阴离子向正极移动放电时电解质溶液的阴离子向正极移动D.D.蓄电池的电极必须浸入碱性溶液中。蓄电池的电极必须浸入碱性溶液中。C放电放电充电充电2 2、银锌蓄电池、银锌蓄电池 正极壳填充正极壳填充AgAg2 2O O和石墨，负极盖填充锌汞合和石墨，负极盖填充

14、锌汞合金，电解质溶液金，电解质溶液KOHKOH。反应式为：。反应式为：2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 写出电极反应式。写出电极反应式。充电充电放电放电银银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放电放电充电充电此电池放电时，负极上发生反应的物质是（此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD电极反应：电极反应：负极：负极：Zn-2e-+

15、2OH-=Zn(OH)2 正极：正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-3 3、镍镉电池、镍镉电池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放放电电充电充电负极材料：负极材料：CdCd；正极材料：正极材料：涂有涂有NiONiO2 2，电解质：电解质：KOHKOH溶液溶液。反应式如下：反应式如下：写出电极反应式。写出电极反应式。 特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。 镍镉可充电电池可发生如下反应：镍镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2

16、Ni(OH)2放电放电充电充电A. Cd （ A ）B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2电极反应：电极反应：负极：负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-电解液电解液 H2O2e-2e-氢气氢气氧气氧气H+ OH-A 负极负极 正极正极O2H2H2O（三）燃料电池：（三）燃料电池：规律方法规律方法解题指导解题指导规律方法规律方法解题指导解题指导规律方法规律方法解题指导解题指导规律方法规律方法解题指导解题指导1 1、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H

17、2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-它是以两根金属铂片插入它是以两根金属铂片插入KOH溶液溶液中作电极，又在两中作电极，又在两极上分别通入甲烷极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：和氧气。电极反应为：负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -CH4+ 10OH -8e-= CO3

18、2- + 7H2OCH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O2、甲烷燃料电池、甲烷燃料电池分析溶液的分析溶液的pH变化。电解质为变化。电解质为KOH溶液溶液若用若用C2H6、CH3OH呢？呢？课堂练习课堂练习1、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为应为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为，电解质溶液为KOH，反，反应保持在高温下，使应保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确蒸发，正确叙述正确的是：的是： （ ）AH2为正极，为正极，O2为负极为负极B电极反应（电极反应（正极正极）：）：O2+2H2O+4e- =4OH-C电极反应

19、（电极反应（负极负极）：）：2H2+4OH- =4H2O- 4e-D负极发生氧化反应，正极发生还原反应负极发生氧化反应，正极发生还原反应 BD2、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：反应式是：1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2根据此反应判断，下列叙述中正确的是（根据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）A、电池放电时，负极周围溶液的、电池放电时，负极周围溶液的pH不断增大不断增大B、电池放电时，镍元素被氧化、电池放电时，镍元素被氧化C、电池充电时，氢

20、元素被还原、电池充电时，氢元素被还原D、电池放电时，、电池放电时，H2是负极是负极放电放电充电充电CD课堂练习课堂练习3、有人设计出利用、有人设计出利用CH4和和O2的反应，用铂电极的反应，用铂电极在在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似溶液中构成原电池。电池的总反应类似于于CH4在在O2中燃烧，则下列说法正确的是中燃烧，则下列说法正确的是 ( ) 每消耗每消耗1molCH4可以向外电路提供可以向外电路提供8mole- 负极上负极上CH4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式： CH4 + 10 OH- 8e- = CO32- + 7 H2O 负极上是负极上是O2获得电子，电极反应式为

21、：获得电子，电极反应式为： O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH- 电池放电后，溶液电池放电后，溶液pH不断升高不断升高 A. B. C. D.A 课堂练习课堂练习4、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用受到重视，可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混的熔融盐混合物做电解质，合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在的混合气为阴极助燃气，制得在650下工作下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：阳极反应式：2CO+2CO32- 4CO2

22、+4e-阴极反应式：阴极反应式： 总电池反应：总电池反应： 2CO2+O2+4e-2CO32-2CO+O2=2CO2课堂练习课堂练习化学腐蚀电化腐蚀条件金属跟非金属金属跟非金属单质直接接触单质直接接触不纯金属或合金跟不纯金属或合金跟电解质溶液接触电解质溶液接触现象无电流产生无电流产生有微弱电流有微弱电流产生产生本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属较活泼金属被氧化被氧化联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍（1）化学腐蚀与电化腐蚀）化学腐蚀与电化腐蚀三、金属的腐蚀及防腐蚀三、金属的腐蚀及防腐蚀1、金属的腐蚀：金属或合金的表面与周围的物、金属的腐蚀：金属或合金的表面与周

23、围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。说明：说明：本质本质是金属原子是金属原子失去电子被氧化失去电子被氧化的过程。的过程。（2 2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以FeFe为例）为例）析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电极反应电极反应负负极极正正极极总反总反应式应式水膜酸性较强水膜酸性较强（pH4.3)水膜酸性很弱水膜酸性很弱或中性或中性Fe-2e- =Fe2+2H+2e- =H2O2+2H2O+4e- =4OH-Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2练习：请你根据原电池原理，写出钢铁练习：请你根据

24、原电池原理，写出钢铁吸吸氧腐蚀氧腐蚀的电极反应式的电极反应式及及电池反应方程式。电池反应方程式。2Fe - 4e- 2Fe2+O2 + 2H2O + 4e- 4OH-2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O进一步反应：进一步反应：负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：2、金属的防护、金属的防护3、金属腐蚀速率大小、金属腐蚀速率大小 金属表面覆盖保护层金属表面覆盖保护层 a a、非金属材料：油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、非金属材料：油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料 橡胶等

25、橡胶等 b b、电镀：白口铁、马口铁、电镀：白口铁、马口铁 c c、钝化：致密的氧化物薄膜、钝化：致密的氧化物薄膜改变金属内部结构：改变金属内部结构：加入镍和铬加入镍和铬-不锈钢不锈钢电化学保护法：电化学保护法：a a、利用原电池原理、利用原电池原理牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法 例如：船体四周镶嵌锌块；镀层破损后的白铁例如：船体四周镶嵌锌块；镀层破损后的白铁皮皮b b、利用电解原理、利用电解原理-阴极电保护法（外加电流阴极保阴极电保护法（外加电流阴极保护法）护法）电解池阳极原电池负极化学腐蚀电解池阳极原电池负极化学腐蚀下列各情况下，其中下列各情况下，其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是

26、的顺序是 。(5)(2) (1)(3)(4)在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀1、比较金属活动性强弱。、比较金属活动性强弱。例例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧

27、化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）四、原电池原理应用四、原电池原理应用： 练习练习. X、Y、Z、W四种金属片浸入稀盐酸中四种金属片浸入稀盐酸中,用导用导线连接线连接,可以组成原电池可以组成原电池,实验结果如下图所示实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_ZYXW2、比较反应速率、比较反应速率例例2 ： 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A. 纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）3、设计原电池、设计原电池市场上经常见到的标记为市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为的电池称为“锂离子电池锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：电池的电池反应式为：Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列说法不