原电池化学电源

1、复习目标：复习目标：1、原电池结构和工作原理、原电池结构和工作原理2、书写电极反应式、书写电极反应式3、原电池原理应用、原电池原理应用4、常见电池分析、常见电池分析考点一考点一 原电池结构和工作原理原电池结构和工作原理 1、原电池概念：、原电池概念： 化学能化学能电能的装置电能的装置 2、构成条件、构成条件 ： 自发自发、氧化还原反应（本质要求）氧化还原反应（本质要求）Zn+HZn+H2 2SOSO4 4ZnSOZnSO4 4+H+H2 2两个电极：两个电极：金属或石墨金属或石墨电解质：电解质：溶液或熔融溶液或熔融外电路外电路内电路内电路闭合电路：闭合电路：3、工作原理、工作原理 ： 3、工作

2、原理、工作原理 （双液电池双液电池）：）： 电极材料电极材料锌锌铜铜电极名称电极名称电极反应电极反应反应类型反应类型电子流向电子流向离子流向离子流向负极负极正极正极ZnZn2e2e=Zn=Zn2 2CuCu2 22e2e=Cu=Cu氧化反应氧化反应还原反应还原反应电子从电子从负负极流出经外电路流入极流出经外电路流入正正极极阳离子流向阳离子流向正正极，阴离子流向极，阴离子流向负负极极e【问题与探究问题与探究】1 1判断正误判断正误( (正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”)”)(1)(1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极在原电池中，发生氧化反应的一极是负极( () )(2)(2)

3、在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强强( () )(3)(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应极本身一定要发生氧化反应( () )(4)(4)带有带有“盐桥盐桥”的原电池比不带的原电池比不带 “ “盐桥盐桥”的原电的原电池电流持续时间长池电流持续时间长( () )使两个烧杯中的溶液形成一个导电通路。使两个烧杯中的溶液形成一个导电通路。使溶液保持电中性，氧化还原反应能顺利进行产生使溶液保持电中性，氧化还原反应能顺利进行产生持续的电流。持续的电流。3.3.两个半电池构成的原

4、电池中，盐桥的作用是什么？两个半电池构成的原电池中，盐桥的作用是什么？2 2在下列原电池图示中依据电子流向和离子移动方向画出在下列原电池图示中依据电子流向和离子移动方向画出形成闭合回路的原理。形成闭合回路的原理。使两个烧杯中的溶液形成一个导电通路。使溶液保持电中使两个烧杯中的溶液形成一个导电通路。使溶液保持电中性，氧化还原反应能顺利进行产生持续的电流。性，氧化还原反应能顺利进行产生持续的电流。2.2.根据右图，可判断出下列离子方程式中根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是错误的是( () )A A2Ag(s)2Ag(s)CdCd2 2(aq)=2Ag(aq)=2Ag(aq)(aq)Cd(s

5、)Cd(s)B BCoCo2 2(aq)(aq)Cd(s)=Co(s)Cd(s)=Co(s)CdCd2 2(aq)(aq)C C2Ag2Ag(aq)(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd(s)=2Ag(s)CdCd2 2(aq)(aq)D D2Ag2Ag(aq)(aq)Co(s)=2Ag(s)Co(s)=2Ag(s)CoCo2 2(aq)(aq)【题组训练题组训练】题组一题组一 原电池构的判断原电池构的判断1 1下列示意图中能构成原电池的是下列示意图中能构成原电池的是( () )B B A A Co2Cd2；AgCo2AgCo2Cd2；题组二题组二 原电池正负极的判断原电池正负极的判断3 3如图

6、所示装置中，观察到电流计指针偏转，如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M M棒变粗，棒变粗，N N棒变细，由此判断表中所列棒变细，由此判断表中所列M M、N N、P P物质，其中可以成立的物质，其中可以成立的是是( () )M MN NP PA AZnZnCuCu稀稀H H2 2SOSO4 4B BCuCuFeFe稀稀HClHClC CAgAgZnZnAgNOAgNO3 3溶液溶液D DZnZnFeFeFe(NOFe(NO3 3) )3 3溶液溶液C C4 4分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( () )A A中中MgMg作负极，中作

7、负极，中FeFe作负极作负极B B中中MgMg作正极，电极反应式为作正极，电极反应式为6H6H2 2O O6e6e=6OH=6OH3H3H2 2C C中中FeFe作负极，电极反应式为作负极，电极反应式为FeFe2e2e=Fe=Fe2 2D D中中CuCu作正极，电极反应式为作正极，电极反应式为2H2H2e2e=H=H2 2B B DD1设计化学电源设计化学电源 分析得失电子分析得失电子 ：找正负极找正负极 a、失电子的若为金属，该金属做负极、失电子的若为金属，该金属做负极得电子的是不如其活泼的金属或石墨得电子的是不如其活泼的金属或石墨 b、得失电子为气体则用、得失电子为气体则用“多孔石墨或多孔

8、铂多孔石墨或多孔铂” c、得失电子的物质既不是金属也不是气体、得失电子的物质既不是金属也不是气体一般采取一般采取“表层涂覆表层涂覆”该物质的金属或石墨作电极该物质的金属或石墨作电极 分析电解质（内电路）分析电解质（内电路） ： 考虑离子传导（溶液或熔融电解质）考虑离子传导（溶液或熔融电解质） 2FeCl3Fe=3FeCl2 02FeCu或或C或或Pt或或AgFeCl3溶液考点二考点二 原电池原理的应用原电池原理的应用 1 1某原电池总反应为：某原电池总反应为：CuCu2Fe2Fe3 3=Cu=Cu2 22Fe2Fe2 2，下列，下列能实现该反应的原电池是能实现该反应的原电池是( () )2 2

9、请运用原电池原理设计实验，验证请运用原电池原理设计实验，验证CuCu2 2、FeFe3 3氧化性氧化性的强弱。请写出电极反应式：的强弱。请写出电极反应式：负极负极_；正极正极_；并在方框内画出实验装置图，并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。外电路电子流向。【题组训练题组训练】D D A AB BC CD D电极材电极材料料CuCu、ZnZnCuCu、C CFeFe、ZnZnCuCu、AgAg电解液电解液FeClFeCl3 3Fe(NOFe(NO3 3) )2 2CuSOCuSO4 4FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3CuCu2e2

10、e=Cu=Cu2 22Fe2Fe3 32e2e=2Fe=2Fe2 22比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱 一般一般活泼的作负极活泼的作负极；不活泼的做正极不活泼的做正极铁（或铝）和铜作电极，电解质为铁（或铝）和铜作电极，电解质为稀硝酸稀硝酸铁（或铝）和铜作电极，电解质为铁（或铝）和铜作电极，电解质为浓硝酸浓硝酸铝铝和镁作电极，稀硫酸做电解质和镁作电极，稀硫酸做电解质铝铝和镁作电极，和镁作电极，NaOH溶液做电解质溶液做电解质正极正极 负极负极负极负极 正极正极正、负正、负负、正负、正例外例外：钝化钝化情况和情况和两性两性情况情况3 3有有A A、B B、C C、D D、E E五块金属片，进行

11、如下实验：五块金属片，进行如下实验：A A、B B用用导线相连后，同时浸入稀导线相连后，同时浸入稀H H2 2SOSO4 4溶液中，溶液中，A A极为负极；极为负极；C C、D D用用导线相连后，同时浸入稀导线相连后，同时浸入稀H H2 2SOSO4 4溶液中，电流由溶液中，电流由DD导线导线C C；A A、C C相连后，同时浸入稀相连后，同时浸入稀H H2 2SOSO4 4溶液中，溶液中，C C极产生大量气泡；极产生大量气泡；B B、D D相连后，同时浸入稀相连后，同时浸入稀H H2 2SOSO4 4溶液中，溶液中，D D极发生氧化反应；极发生氧化反应；用惰性电极电解含用惰性电极电解含B B

12、离子和离子和E E离子的溶液，离子的溶液，E E先析出。据此，先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是判断五种金属的活动性顺序是 ( () )A AABCDEABCDE B BACDBE ACDBE C CCABDE DCABDE DBDCAEBDCAE4 4有有A A、B B、C C、D D四种金属，做如下实验：将四种金属，做如下实验：将A A与与B B用导线用导线连接起来，浸入电解质溶液中，连接起来，浸入电解质溶液中，B B不易腐蚀；将不易腐蚀；将A A、D D分别投分别投入等物质的量浓度的盐酸中，入等物质的量浓度的盐酸中，D D比比A A反应剧烈；将铜浸入反应剧烈；将铜浸入B B的的盐溶

13、液里，无明显变化，如果把铜浸入盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C C的盐溶液里，有金属的盐溶液里，有金属C C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 ( () )A AABCD BABCD BCDABCDAB C CDABC DDABC DABDCABDCB BC C3加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率 普通氧化还原：普通氧化还原：氧化和还原过程在氧化和还原过程在同一界面同一界面反应，电子无序转反应，电子无序转移，移，化学能全变成热能化学能全变成热能。原电池反应：原电池反应：氧化和还原分别在两处（正负极）进行，电子氧化和还原分别在两处（

14、正负极）进行，电子有序转移效率较高，化学能有序转移效率较高，化学能一部分变为电能一部分变为电能一一部分变为热能。部分变为热能。无序转移无序转移有序转移有序转移杂质杂质锌粒与稀硫酸制取氢气锌粒与稀硫酸制取氢气粗锌粗锌（含杂质）比纯锌反应快（含杂质）比纯锌反应快也可以加入也可以加入CuSO4加快反应加快反应Zne在金属内部有序在金属内部有序转移形成电流转移形成电流Zne在界面上无序交换在界面上无序交换无电流产生无电流产生HH5 5把适合题意的图像填在横线上把适合题意的图像填在横线上( (用用A A、B B、C C、D D表示表示) )(1)(1)将等质量的两份锌粉将等质量的两份锌粉a a、b b分

15、别加入过量的稀硫酸，同时分别加入过量的稀硫酸，同时向向a a中加入少量的中加入少量的CuSOCuSO4 4溶液，产生溶液，产生H H2 2的体积的体积V(L)V(L)与时间与时间t t (min)(min)的关系是的关系是_。(2)(2)将过量的两份锌粉将过量的两份锌粉a a、b b分别加入定量的稀硫酸，同时向分别加入定量的稀硫酸，同时向a a中加入少量的中加入少量的CuSOCuSO4 4溶液，产生溶液，产生H H2 2的体积的体积V(L)V(L)与时间与时间t(min)t(min)的关系是的关系是_。(3)(3)将将(1)(1)中的中的CuSOCuSO4 4溶液改成溶液改成CHCH3 3CO

16、ONaCOONa溶液，其他条件不变，溶液，其他条件不变，则图像是则图像是_。A AB BC C 4金属腐蚀与防护金属腐蚀与防护 一般一般纯金属较耐腐蚀纯金属较耐腐蚀，不纯金属易形成原电，不纯金属易形成原电池而被腐蚀。池而被腐蚀。要保护某种金属：根据原电池原理应该让其要保护某种金属：根据原电池原理应该让其做做_极？极？正正_做负极？做负极？比被保护金属活泼的金属比被保护金属活泼的金属这种金属防护方法名称是这种金属防护方法名称是_？牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法【问题与探究问题与探究】1 1电工操作上规定不能把铜导线与铝电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因。导线连接在一起使用，

17、说明原因。2.2.为了保护海水中的钢铁闸门，需要连为了保护海水中的钢铁闸门，需要连接某种金属，你认为该金属的活动性应接某种金属，你认为该金属的活动性应比铁的活动性强还是弱？比铁的活动性强还是弱？考点三考点三 化学电源化学电源 电电源源物理电源：物理电源：化学电源：化学电源：一次电池一次电池发电机；发电机；太阳能电池；太阳能电池；温差电池温差电池二次电池（蓄电池）二次电池（蓄电池）燃料电池燃料电池1、一次电池：、一次电池： ( (碱性锌锰干电池，碱性锌锰干电池，纽扣电池纽扣电池) )负极电极反应式：负极电极反应式：正极电极反应式：正极电极反应式：总反应：总反应：ZnZn2OH2OH2e2e=Zn

18、(OH)=Zn(OH)2 22MnO2MnO2 22H2H2 2O O2e2e=2MnOOH=2MnOOH2OH2OHZnZn2OH2OH2e2e=ZnO=ZnOH H2 2O OMnOMnO2 22H2H2 2O O2e2e=Mn(OH)=Mn(OH)2 22OH2OHZnZn2MnO2MnO2 22H2H2 2O=Zn(OH)O=Zn(OH)2 22MnOOH2MnOOHZnZnMnOMnO2 2 H H2 2O O =ZnO =ZnOMn(OH)Mn(OH)2 22、二次电池（、二次电池（铅酸蓄电池、锂电池等铅酸蓄电池、锂电池等）：）： 放电放电 充电充电化学能化学能电能电能电能电能化学

19、能化学能负极反应：负极反应：PbPbSOSO4 42-2-2e2e= PbSO= PbSO4 4正极反应：正极反应：PbOPbO2 24H4HSOSO4 42-2-2e2e=PbSO=PbSO4 42H2H2 2O O总反应：总反应：PbPbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 42H2H2 2O O阴极反应：阴极反应：PbSOPbSO4 42e2e=Pb=PbSOSO4 42-2-阳极反应：阳极反应：PbSOPbSO4 42H2H2 2O O2e2e=PbO=PbO2 24H4HSOSO4 42-2-总反应：总反应：2PbSO2PbSO4 42H2H2 2

20、O =PbO =PbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 4放放电电充充电电2、燃料电池（、燃料电池（酸性、碱性、熔融氧化物、酸性、碱性、熔融氧化物、熔融碳酸盐熔融碳酸盐）：）： 碱性碱性氢氧燃料电池：氢氧燃料电池：负极：负极：H H2 22OH2OH2e2e= 2H= 2H2 2O O正极：正极：O O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH总反应：总反应：O O2 22H2H2 2=2H=2H2 2O O不同类型电池电极反应分析书写技巧：不同类型电池电极反应分析书写技巧：1、一次电池：、一次电池：一般电池一般电池先分析负极先分析负极；用总方程减去；用总方程减去负极电极反应即

21、是正极电极反应。负极电极反应即是正极电极反应。2、二次电池：、二次电池：放电放电：先分析放电负极；总方程负：先分析放电负极；总方程负极极=正极。正极。充电充电：负极：负极倒置得阴极；正极倒置得阴极；正极倒置倒置得阳极得阳极充电原则：充电原则：正对正；负对负正对正；负对负3、燃料电池：、燃料电池：先写正极先写正极，总方程正极，总方程正极=负极负极燃料电池正极：燃料电池正极：O2 4H+ 4e= 2H2O（酸性水溶液）（酸性水溶液）O22H2O4e=4OH（中碱性水溶液）（中碱性水溶液）O2 + 2CO2 4e=2CO3 （熔融碳酸盐）（熔融碳酸盐）O2 4e=2O2 （熔融活泼金属氧化物）（熔融

22、活泼金属氧化物）2燃料电池几个规律：燃料电池几个规律：燃料电池电极活泼性相同，一般都是多燃料电池电极活泼性相同，一般都是多孔石墨或多孔铂通孔石墨或多孔铂通氧气氧气的一极一定是的一极一定是正极正极通通燃料燃料的一极一定是的一极一定是负极负极。燃料电池先分析正极，用总方程燃料电池先分析正极，用总方程（必须是离子方程必须是离子方程）减去正极既是负极。）减去正极既是负极。要把氧气要把氧气“减光减光”1、一次电池：、一次电池：一般电池一般电池先分析负极先分析负极；用总方程减去；用总方程减去负极电极反应即是正极电极反应。负极电极反应即是正极电极反应。例题例题1：热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热

23、激活电热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水质的无水LiClLiClKClKCl混合物受热熔融后，混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSOPbSO4 42LiCl2LiClCa=CaClCa=CaCl2 2LiLi2 2SOSO4 4PbPb。下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是( () )A A正极反应式：正极反应式：CaCa2Cl2Cl2e2e=CaCl=CaCl2 2B B放电过程中，放电过程中，LiLi向负极移动向负极移动C C每转移

24、每转移0.1 mol0.1 mol电子，理论上生成电子，理论上生成20.7 g Pb20.7 g PbD D常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转D D例题例题2：高铁酸钾高铁酸钾(K(K2 2FeOFeO4 4) )是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。量电池材料。(1)FeCl(1)FeCl3 3与与KClOKClO在强碱性条件下反应可制取在强碱性条件下反应可制取K K2 2FeOFeO4 4，其反应，其反应的离子方程式为的离子方程式为_。(2)(2)与与MnOMnO2 2ZnZn电池类

25、似，电池类似，K K2 2FeOFeO4 4ZnZn也可以组成碱性电池，也可以组成碱性电池，K K2 2FeOFeO4 4在电池中作为正极材料。在电池中作为正极材料。正极反应为正极反应为_，该电池总反应的离子方程式为该电池总反应的离子方程式为_。2Fe(OH)2Fe(OH)3 33ClO3ClO4OH4OH=2FeO=2FeO4 42-2-5H5H2 2O O3Cl3ClFeOFeO4 42-2-3e3e4H4H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)3 35OH5OH3Zn3Zn2FeO2FeO4 42-2-8H8H2 2O=3Zn(OH)O=3Zn(OH)2 22Fe(OH)2Fe(OH)3 34OH4OH例题例题3：2、二次电池：、二次