高三一轮复习：《原电池工作原理》.

2013删WH复习締化学基本理论段原电池的工作原理（第一课时）2013-4-11滦平一中高三化学组考点一原电池的工作原理：1 定义：化学能转化为电能的装置为原电池。 从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均 可设计成原电池；原电池相对活泼的电极为负极I相对不活泼的电极为正极3.电极反应:稀硫酸原电池负极：失电子的氧化反应正极：得电子的还原反应2.电极名称:4、原电池的形成条件（1）两导体作电极 活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导 体）； 两不活泼的导体一石墨或Pt等（燃料电池电极）； 金属和金属氧化物（铅蓄电池，银锌电池）（2）电解质溶液（3）形成闭合回路（两电极用导线连接，或接触。5 定向移动方向:电子、离子“负极出电子，电子回正极”正极负极必发生必发生失电子得电子氧化反应原电池的还原反应练习：下列哪几个装置能形成原电池?CuSO4ZniiCu寻曲7导H2SO4H2SO4Zni leu酒精Zn 11 Zn Fe 1 a CuII p曲H2SO4Fe 1 1 Cu曲NaCI溶液NaCI溶液H2SO4 H2SO46工作原理:外电路失,氧化反应还原反应2H+2e- =H2TZn-2e=Zn2内电路沿导线传递,有电流产生负极铜锌原电池正箱阴离子盐桥阳离子负极:Zn-2e =Zn2+（氧化反应）正极:2H+2e =H2T （还原反应）总反应：Zn+2H+=Zn2+H2t（离子方程式）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T （化学方程式）7双液原电池的工作原理(有关概念)(1 )盐桥中装有饱和的KCI溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出而盐桥,1|Cu广 1 1ZnS04 CuSO4(2)盐桥的作用是什么？ 可提供定向移动的阴阳离子, 使由它连接的两溶液保持电 中性，盐桥保障了电子通过 外电路从锌到铜的不断转移 ,使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用盐桥的作用:则是沟通内电路。(1)形成闭合回路。双液原电池的 优点：能产生持续、 定的电流。ZnSO4 CuSO4小试牛刀依据氧化还原反应：2Ag + （aq） + Cu（s） = Cu2 + （aq） + 2Ag（s）rh 的原电池如图所示。请回答下列问题：、 电极X的材料是铜（或cu?电解质溶液Y是AqN嘶液:II盐 电流计Ag银电极为电池的正极炸加 发生的电极反应为Ag + +e- Ag X电极上发生的电极反应为Cu 2e_ - Ci|2+；外电路中的电子是从 负（Cu淹极流向 正（Ag）电极。Ch考点二原电池的设计：JfflZn+2FeCI3=2FeCI2+ZnCI2 ,设 计一个单液原电池，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。溶液1_1 ; 卜 ，.OB 1 MM盐桥ZnCl2溶液FeCl3溶液负极（Zn） : Zn-2e=Zn2+ （氧化反应）正极（卩1或0： 2Fe3+2e =2Fe2+ （还原反应）请将氧化还原反应Cu+2Ag+ = Cu2+2Ag设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置考点三：电极的判断及电极反应式的圭写例1：判断右边原电池的 正、负极，并写出电极反应式。负极：Cu 2e Cu 正极：2Fe3+ +2e-（稀蔬酸）负极:Mg -2e -Mg正极：2H+2e -H2T2AI+2OH+2H2O=2AIO2+3H2T（NaOH溶液）负极：2A1+8OH -6e -2AIO2 +4H2q-lT 正极：6H2O+6e- -3H2T+6OH2+2Fe2+FeCl3 溶液2+*MgNaOH涿液考点三：电极的判断及电极反应式的书写方法一：根据电极材料的性质确定。 1 对于金属一金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极； 2对于金属一非金属电极，金属是负极，非金属是止极，如干电池等； 3 对于金属一化合物电极，金属是负极，化合物是正极。方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应一氧化反应一负极；得电子的反应还原反应-正极。考点切：履配池虑理的应用（一）设计原电池，制做化学电源；（二）金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护O（三）比较金属的活泼性；构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性正极（四）加快某些化学反应的反应速率;一：化学电源 一次电池常规电池二次电池r燃料电池新型电池J 口熔融盐电池一次电池1、干电池(NH4C1糊状物为电解质)负极(锌筒):Zn-2e =Zn2+,正极(石墨):2NH4+2MnO2 + 2e =2NH3T+Mn2O3+H2O 总反应：Zn + 2N H4+2MnO2= Zn2+2NH3T + M n2O3+H2O2、碱性锌猛电池负极 Zn+2OH-2e-Zn(OH)2正极 2MnO 2 +2H 2 O+2e = 2MnO(OH)+2OH 总反应Zn +2MnO 2 +2H 2 O= Zn(OH)2+2MnO(OH)3.银锌电池(电解质为KOH)负极：Zn + 2OH -2e = Zn(OH)2正极：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH 总反应：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag4、海水电池(电解质溶液为海水)负极：4AI - 12e = 4AI3+,正极：3O2+ 6H2O + 12e = 12OH 总反应：4AI + 3O2 + 6H2O = 4A1(OH)3二次电池1、铅蓄电池放电负极： Pb + SO42 -2e - PbSO4正极：PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e PbSO4 + 2H2O 总反应式为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O当向外提供0.5mol电子时，消耗硫酸的物质的量 为 05mol1、铅蓄电池充电阳极PbSO4 + 2H2O 2e j PbO2 + 4H+ + SO42 阴极PbSO4 + 2e Pb + SO42总反应2PbSO4 + 2H2O =Pb + PbO2 + 2H2SO42、锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：2Li - 2e = 2Li+,正极：12 + 2e- = 21-,总反应：2Li + I2 = 2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。燃料电池:1、氢氧燃料电池碱性燃料电池负极：2H2 + 4OH -4e - 4H2O正极：C2 + 210 + 4e一 4OH总反应式：2H2 + O2 =2H2O氢氧燃料电池酸性负极：2H2 一 4e- 4H+正极：02+4e- +4H+2H2O 总反应式：2H2 +02 = 2H2O2.甲烷燃料电池（电解质为KOH）负极：ch4+ioohe = CO32 + 7H2O正极：2O2 + 4H2O +8e =OH总反应：CH4 + 2O2 + 2OH = CO32 + 3H2O课堂练习1、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH,反 应保持在高温下，使HgO蒸发，正确叙述正确的是：（BDA. H2为正极，。2为负极B. 电极反应（正极）:O2+2H2O+4e-= 4OH-C.电极反应（负极）:2H2+4OH =4H2O-4e-D负极发生氧化反应，正极发生还原反应课堂练习2、氢镰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镰电池。氢镰电池的总 反应式是：l/2H2+NiO（OH） H Ni（OH）2 根据此反应判断，下列叙述中正确的是（CD ）A、电池放电时,负极周电池放电时,镰元素被氧化C、电池充电时，氢元素被还原D、电池放电时，H?是负极课堂练习3、有人设计出利用CH。和。2的反应，用钳电极在 KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于 CH4在C2中燃烧，则下列说法正确的是（A ） 每消耗1 molCHq可以向外电路提供8mole- 负极上CH4失去电子，电极反应式： CH4 + 10 OH- 8e-= CO32- + 7 H2O负极上是O2获得电子，电极反应式为: O2+2 H2O + 4e=4 OFT 电池放电后，溶液pH不断升高 A.B.C.D.课堂练习4、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和NazCOs的熔融盐混 合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO?的混合气为阴极助燃气，制得在650C下工作 的燃料电池，完成有关的电池反应式： 阳极反应式：2CO+2CO324CO2+4e阴极反应式：2CO2+O2+4e 2CO32- 总电池反应：2CO+O2=2CO2(二)金属的腐蚀及防腐蚀1、金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。 (1)化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀屯化腐蚀条件现象金属跟非金属单质直接接触无电流产生不纯金属或合金跟电解质溶液接触有微弱电流产生木质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系(1)化学腐蚀与电化腐蚀(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或中性负极正极 电极反应Fe-2e =Fe2+2H+2e =H2TO2+2H2O+4e =4OH总反应式F e+2H+=F e2+H2t2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2练习：请你根据原电池原理，写出钢铁吸 氧腐蚀的电极反应式及电池反应方程式O负极：2Fe 4e2Fe2+正极：。2 + 2H2O + 4e t 4OH 电池反应:2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 进一步反应：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3 xH2O+(3-x) H2O思考与交流厂析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中负极：Fe- 2e* Fe2+正极：2H+ 2e- f 电池反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2T析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。2. 金属防护的几种重要方法 改变金属内部的组成结构，将金属制成合金 ,增强抗腐蚀能力。 在金属表面覆盖保护层，使金属和周围物质 隔离开来。 电化学保护法：利用电解池反应将需要保护 的金属作为电解池的阴极而受到保护或者利 用原电池反应将需要保护的金属作为电池的 正极而受到保护。 还可以利用电化学反应使金属钝化而受到保护?3. 金属腐蚀速率大小电解池阳极原电池负极化学腐蚀讨论与交流下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5)(2) (1) (3)(包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 化学腐蚀有防腐措施的腐蚀练习：2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多 万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首.猴 首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分 是Cu2(OH)2CO3这三件1760年铜铸的国宝在240年后看 上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能 的是(D )A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去;C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D.它们是含一定比例金、银.锡、锌的合金;案例高铁电池足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：放电3Zn+ 2K2Fe()4 + 8H2() 3Zn (0H)2 + 2Fe (OH)3充电+ 4KOH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)3-3e +50H FeO?+ 4 H2 OC. 放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K?FeO 被 氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强