第六章第2講 原電池、化學電源

1、第六章第第六章第2講原電池、化學電源原電池、化學電源[考綱解讀]1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學電源的種類及其工作原理。考點一、原電池1概念把________能轉(zhuǎn)化為________能的裝置。2工作原理以鋅銅原電池為例3原電池構(gòu)成條件(1)兩個______________的電極。(2)將電極插入________________中。(3)用導(dǎo)線連接電極構(gòu)成__________。(4)能自發(fā)進行的_

2、___________。4正、負極判斷1有關(guān)電化學知識的描述正確的是()ACaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池，把其中的化學能轉(zhuǎn)化為電能B某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成D理論上說，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池2分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是

3、()A①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C③中Fe作負極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋D④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑(1)電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動，與導(dǎo)線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。(2)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。(3)原電池的負極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)。(4)原電

4、池電極的“正”極與“負”極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)?？键c二化學電源1堿性鋅錳干電池——一次電池總反應(yīng)式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－；負極反應(yīng)：_______________________________________________________________。2鋅銀電池——一次電池負極反應(yīng)：Zn＋2OH

5、－－2e－===ZnO＋H2O；正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；總反應(yīng)式：________________________________________________________________。3二次電池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是________，正極材料是________。(1)放電時的反應(yīng)①負極反應(yīng)：____________________________________

6、____________________________②正極反應(yīng)：________________________________________________________________③總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O(2)充電時的反應(yīng)①陰極反應(yīng)：________________________________________________________________②陽極反應(yīng)：____

7、____________________________________________________________③總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4(3)可充電電池原理示意圖4燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。酸性堿性負極反應(yīng)式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正極反應(yīng)式O2＋2H2O＋4e－===4OH－電池總反應(yīng)式2H2＋O2===2H

8、2O3鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正負極極板是惰性材料，當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質(zhì)量增加________g。(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按右圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成________，B電極上生成____________，此時鉛蓄電池的正負極的極性將________。4(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時，工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的濃度將________，溶液的pH_______

9、________________________________________________。(填“變小”、“增大”或“不變”)(2)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時，工作一段時間后，電解解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負極反應(yīng)式電池的總反應(yīng)和正、負

10、極反應(yīng)之間有如下關(guān)系：電池的總反應(yīng)式＝電池正極反應(yīng)式＋電池負極反應(yīng)式故根據(jù)第一、二步寫出的反應(yīng)，有：電池的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式＝電池負極反應(yīng)式，注意在將兩個反應(yīng)式相減時，要約去正極的反應(yīng)物O2。【例4】以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法：(1)酸性條件燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O①燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O②①－②2，得燃料電池負極反應(yīng)式：________

11、_________________________________。(2)堿性條件燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O①燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－②①－②2，得燃料電池負極反應(yīng)式：________________________________________。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O①燃料電池正極反應(yīng)式

12、：O2＋4e－===2O2－②①－②2，得燃料電池負極反應(yīng)式：__________________________________________。(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。正極電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。電池總反應(yīng)式－正極電極反應(yīng)式得負極電極反應(yīng)式：__________________。鹽橋原電池的專題突破1鹽橋的組成和作用(1)鹽橋中裝有飽和的

13、KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍。(2)鹽橋的作用：①連接內(nèi)電路，形成閉合回路；②平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。2單池原電池和鹽橋原電池的對比圖1和圖2兩裝置的相同點：正負極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。負極：Zn－2e－===Zn2＋正極：Cu2＋＋2e－===Cu總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋不同點：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會有一部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng)，該裝置中既有化學能和電能的轉(zhuǎn)化，又

14、有一部分化學能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會升高。圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個池子中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與Cu2＋直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。關(guān)鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)?！纠?】某原電池裝置如圖所示。下列有關(guān)敘述中，正確的是()AFe作正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B負極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑C工作一段時間后，兩燒杯中溶液pH均不變D工作一段時間后，Na

15、Cl溶液中c(Cl－)增大【例6】已知反應(yīng)AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O是可逆反應(yīng)。設(shè)計如圖裝置(C1、C2均為石墨電極)，分別進行下述操作：【例7】根據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示，其中鹽橋內(nèi)裝瓊脂飽和KNO3溶液。請回答下列問題：(1)電極X的材料是__________；電解質(zhì)溶液Y是________________________________

16、。(2)銀電極為電池的______極，寫出兩電極的電極反應(yīng)式：銀電極：__________________________________________________________________；X電極：__________________________________________________________________。(3)外電路中的電子是從______電極流向________電極。(4)鹽橋中向CuSO4溶液

17、中遷移的離子是__________(填序號)。AK＋BNOCAg＋DSO(5)其中CuSO4溶液能否被H2SO4(稀)溶液代替________。Ag電極能否被石墨代替_____。高考題組一原電池正負極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫1(2011北京理綜，8)結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是()AⅠ和Ⅱ中正極均被保護BⅠ和Ⅱ中負極反應(yīng)均是Fe－2e－===Fe2＋CⅠ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－DⅠ和Ⅱ中分別加入少量K3[