原電池原理高三復(fù)習(xí)

1、原電池原理及其應(yīng)用原電池原理及其應(yīng)用問題問題1:下列裝置中靈敏電流計(jì)上是否有下列裝置中靈敏電流計(jì)上是否有電流通過電流通過?下列裝置是否為原電池下列裝置是否為原電池?構(gòu)成原電池條件構(gòu)成原電池條件電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液活潑性不同的兩電極活潑性不同的兩電極形成閉合回路形成閉合回路下列反應(yīng)可設(shè)計(jì)為原電池的是（下列反應(yīng)可設(shè)計(jì)為原電池的是（ ）A.HCl+NaOH=NaCl+H2OB.Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2C.2H2+O2=2H2OD.CO2+H2O=H2CO3B C問題問題2：有電流說明有：有電流說明有電能產(chǎn)生電能產(chǎn)生, 電能是怎樣電能是怎樣轉(zhuǎn)化來的轉(zhuǎn)化來的?例例1、Zn、 Cu作兩

2、極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的作兩極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：原電池中：Cu作作_極極, Zn作作_極極電極反應(yīng)式是：負(fù)極電極反應(yīng)式是：負(fù)極_,正極正極_, 總反應(yīng)式是總反應(yīng)式是_正正負(fù)負(fù)Zn -2e-2e- -= = Zn 2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2Zn +H+H2 2SOSO4 4= = Zn SOSO4 4+H+H2 2ZnCu電子流動(dòng)方向 e-電流流動(dòng)方向CuZn-+e-IH+SO42-e-e-e-e-Zn2+Zn2+內(nèi)電路離子定向移動(dòng)外電路電子定向移動(dòng)硫酸鋅硫酸鋅硫酸銅硫酸銅簡述此銅鋅原電池的原理簡述此銅鋅原電池的原理鹽橋鹽橋1 1、原電池的反應(yīng)原理、原電池

3、的反應(yīng)原理發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能2 2、原電池電極的判斷、原電池電極的判斷負(fù)極負(fù)極相對(duì)活潑相對(duì)活潑- -失電子失電子- -電子流出電子流出- -發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)正極正極相對(duì)不活潑相對(duì)不活潑- -得電子得電子- -電子流入電子流入- -發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)3.離子移動(dòng)方向離子移動(dòng)方向：陽離子：陽離子 正極，陰離子正極，陰離子 負(fù)極負(fù)極練習(xí)練習(xí)3：已知下列原電池的總反應(yīng)式，已知下列原電池的總反應(yīng)式，Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，請(qǐng)寫出電極，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式反應(yīng)式 負(fù)極：負(fù)極：_ 正極：正極：_ 練習(xí)練習(xí)4：將上題中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原

4、電池。畫出將上題中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池。畫出裝置圖并注明電極材料及電解質(zhì)溶液。裝置圖并注明電極材料及電解質(zhì)溶液。2Fe3+ + 2e- =2Fe2+Cu -2e- =Cu2+ 思考思考:正負(fù)極反應(yīng)物與總反應(yīng)方程式中氧正負(fù)極反應(yīng)物與總反應(yīng)方程式中氧化劑，還原劑間的關(guān)系？化劑，還原劑間的關(guān)系？Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2還原劑還原劑氧化劑氧化劑負(fù)極反應(yīng)物負(fù)極反應(yīng)物失電子失電子氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)正極反應(yīng)物正極反應(yīng)物得電子得電子還原反應(yīng)還原反應(yīng)判斷正負(fù)極的常用方法：判斷正負(fù)極的常用方法：（1）根據(jù)電子流動(dòng)方向判斷。在原電池中，電子）根據(jù)電子流動(dòng)方向判斷。在原電池中，電子流出的一極流出的一極

5、為為 ，電子流入的一極為，電子流入的一極為 。負(fù)極負(fù)極正極正極（2）根據(jù)兩極材料判斷。一般是活潑金屬為）根據(jù)兩極材料判斷。一般是活潑金屬為 ，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為 。 （3）根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動(dòng)）根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動(dòng)方向判斷。陽離子向方向判斷。陽離子向 移動(dòng)，陰離子向移動(dòng)，陰離子向 移動(dòng)移動(dòng)（4）根據(jù)原電池兩極發(fā)生變化來判斷。）根據(jù)原電池兩極發(fā)生變化來判斷。 總是總是失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)， 總是得到電子，總是得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。發(fā)生還原反應(yīng)。（5）根據(jù)現(xiàn)象判斷。金屬溶解的一極為）根

6、據(jù)現(xiàn)象判斷。金屬溶解的一極為 ，增重或放出氣體的一極為增重或放出氣體的一極為 。負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極正極正極正極正極正極正極正極正極練習(xí)練習(xí)1、根據(jù)下列反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池、根據(jù)下列反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池Zn+Fe2+ =Zn2+Fe要求：畫出示意圖（使用鹽橋），標(biāo)出正要求：畫出示意圖（使用鹽橋），標(biāo)出正負(fù)極注明電子流向，寫出電極反應(yīng)。負(fù)極注明電子流向，寫出電極反應(yīng)。AlMgAlMg稀硫酸稀硫酸氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液AB練習(xí)練習(xí)2、AlMg在不同的電解質(zhì)溶液中分別構(gòu)在不同的電解質(zhì)溶液中分別構(gòu)成原電池成原電池A 、B（1）指出各池中負(fù)極材料并寫出其電極反應(yīng)式。）指出各池中負(fù)極材料并寫出其

7、電極反應(yīng)式。（2）從構(gòu)成原電池的幾個(gè)組成部分來看，判斷原）從構(gòu)成原電池的幾個(gè)組成部分來看，判斷原電池負(fù)極，除了要考慮金屬的活潑性外，還要考電池負(fù)極，除了要考慮金屬的活潑性外，還要考慮慮 。電解質(zhì)溶液性質(zhì)，較易與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬材料做原電池電解質(zhì)溶液性質(zhì)，較易與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬材料做原電池的負(fù)極的負(fù)極原電池應(yīng)用原電池應(yīng)用化學(xué)化學(xué)電源電源一次電池一次電池二次電池二次電池燃料電池燃料電池一次電池一次電池負(fù)極負(fù)極（鋅筒）（鋅筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正極正極（石墨）（石墨） ： 2NH4+ +2e-= 2NH3+ + 2H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2

8、 1、鋅、鋅-錳干電池錳干電池(酸性）酸性）常用電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式書寫常用電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式書寫2、堿性鋅、堿性鋅-錳電池錳電池電池的負(fù)極是電池的負(fù)極是Zn，正極是，正極是MnO2電解質(zhì)是電解質(zhì)是KOH。寫出其電極反應(yīng)。寫出其電極反應(yīng)。鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由內(nèi)靠正極一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃材料，電解質(zhì)溶液為濃KOHKOH

9、溶液，溶液，已知電池內(nèi)已知電池內(nèi)ZnZn的氧化產(chǎn)物為的氧化產(chǎn)物為ZnOZnO，3、銀、銀-鋅電池鋅電池負(fù)極：負(fù)極：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正極：正極：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 總反應(yīng)：總反應(yīng)： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag4、鉛蓄電池、鉛蓄電池負(fù)極負(fù)極PbPb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正極正極PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：二次電池二次電池正極板上覆蓋有正極板上覆蓋有PbO2，負(fù)極板上負(fù)極板上有有Pb，電解質(zhì)是濃硫，電解質(zhì)是濃硫酸。酸。 例例1 1：航天技術(shù)上

10、使用的氫氧燃料電池具：航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有高能、輕便、無污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有有酸式酸式和和堿式堿式兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可以表示為以表示為2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸式酸式電池中電解質(zhì)是電池中電解質(zhì)是酸酸，其其負(fù)負(fù)極反應(yīng)可表示為極反應(yīng)可表示為_，則其正極，則其正極反應(yīng)式為反應(yīng)式為_。堿式電池的電解。堿式電池的電解質(zhì)是質(zhì)是堿堿，其，其正極正極反應(yīng)式為反應(yīng)式為_，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為則其負(fù)極反應(yīng)可表示為_ 。 2H2-4e-+4OH-=4H2O 2H2-4e-=4H+O2+4e-+

11、4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-4、燃料電池：、燃料電池：原電池電極反應(yīng)式的書寫注意事項(xiàng)原電池電極反應(yīng)式的書寫注意事項(xiàng)：（1） 找出兩極找出兩極放電的物質(zhì)放電的物質(zhì)，負(fù)氧正還負(fù)氧正還。（2）要注意要注意溶液的酸堿性溶液的酸堿性，適當(dāng)?shù)脑冢m當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式兩邊添加電極方程式兩邊添加H+、OH、H2O，以遵循以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒電荷守恒和質(zhì)量守恒。（3）要要注意電極反應(yīng)注意電極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)發(fā)生反應(yīng)。生反應(yīng)。小結(jié)小結(jié)練習(xí)練習(xí)1 1、氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價(jià)格和來源的限制。常然使用方便，卻受

12、到價(jià)格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔铮纾杭淄?、用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔铮纾杭淄?、汽油等。?qǐng)寫出圖中甲烷燃料電池中汽油等。請(qǐng)寫出圖中甲烷燃料電池中a a極的極的電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式： ，此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)式此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)式 。 KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 練習(xí)練習(xí)2：有人設(shè)計(jì)出利用有人設(shè)計(jì)出利用CH4和和O2的反應(yīng)，的反應(yīng)，用鉑電極在用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于總反應(yīng)類似于CH4在在O2中燃燒，則下列說法中燃燒，則

13、下列說法正確的是（正確的是（ ）每消耗每消耗1molCH4可以向外電路提供可以向外電路提供8mole-負(fù)極上負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式：失去電子，電極反應(yīng)式： CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O負(fù)極上是負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：獲得電子，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-電池放電后，溶液電池放電后，溶液PH不斷升高不斷升高 A. B. C. D.A 練習(xí)練習(xí)3：蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用，在充電時(shí)蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用，在充電時(shí)起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：和放電時(shí)發(fā)生

14、的反應(yīng)：下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷錯(cuò)誤的是下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷錯(cuò)誤的是( ) A放電時(shí)，放電時(shí)，F(xiàn)e是負(fù)極，是負(fù)極，NiO2是正極是正極 B蓄電池的電極可以浸入某中酸性電解質(zhì)溶液中蓄電池的電極可以浸入某中酸性電解質(zhì)溶液中C充電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)為：充電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)為： D放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子向正極方向移動(dòng)放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子向正極方向移動(dòng) 答案：答案：B B、D D。 練習(xí)練習(xí)4、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視因而受到重視.可用可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融的熔融鹽混合物用電解質(zhì)鹽混合物用電解質(zhì),CO為陽極燃

15、氣為陽極燃?xì)?空氣與空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)獾幕旌蠚鉃殛帢O助燃?xì)?制得在制得在6500下下工作的燃料電池工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式完成有關(guān)的電池反應(yīng)式: 負(fù)極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式: , 正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e=2CO32- 總電池反應(yīng)總電池反應(yīng) 式式: .2CO+2CO32-4e- =4CO22CO+O2=2CO2解析：本題中解析：本題中COCO為還原劑為還原劑，空氣中，空氣中O O2 2為氧化劑為氧化劑，電池總反應(yīng)式為：電池總反應(yīng)式為：2CO+O2CO+O2 2=2CO2CO2 2。用。用總反應(yīng)式減總反應(yīng)式減去電池正極（去電池正極（即題目指的陽極）即題目指的

16、陽極）反應(yīng)式反應(yīng)式，就可，就可得得到電池負(fù)極到電池負(fù)極（即題目指的陰極）反應(yīng)式。（即題目指的陰極）反應(yīng)式。1 1、原電池的反應(yīng)原理、原電池的反應(yīng)原理2 2、電極反應(yīng)、電極反應(yīng) 式的書寫式的書寫（1 1）找出兩極放電的物質(zhì)找出兩極放電的物質(zhì)（2 2）分析放電后的產(chǎn)物是否分析放電后的產(chǎn)物是否與溶液中的溶質(zhì)反應(yīng)與溶液中的溶質(zhì)反應(yīng)3 3、原電池電、原電池電 極的判斷極的判斷負(fù)極負(fù)極相對(duì)活潑相對(duì)活潑- -失電子失電子- -電子流電子流 出出- -發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)正極正極相對(duì)不活潑相對(duì)不活潑- -得電子得電子- -電子流入電子流入- -發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)原電池

17、原理總結(jié)原電池原理總結(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能其中鐵作負(fù)極其中鐵作負(fù)極,碳作正極。碳作正極。OH -Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe e-e e-e e-e e-e e-e e-酸性酸性中性或堿性中性或堿性析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）為例）析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性較強(qiáng)（pH4.3）水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性 電電極極反反應(yīng)應(yīng) 負(fù)負(fù)極極 正正極極總反應(yīng)式總反應(yīng)式O2+2H2O+4e- =4OH2H+2e- =H2Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe - 2e = Fe2+化學(xué)腐

18、蝕與電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件條件金屬跟非金屬單質(zhì)金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸直接接觸不純金屬或合金不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象現(xiàn)象無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有有微弱電流微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生本質(zhì)本質(zhì)金屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍金屬的腐蝕金屬的腐蝕 金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程，即為金屬的腐蝕。其本質(zhì)是金屬應(yīng)而腐蝕損耗的過程，即為金屬的腐蝕。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。原子失去電子被氧化的過程。金屬的腐蝕及其防護(hù)金屬的腐蝕及其防護(hù)練習(xí)：練習(xí)：下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是是 A B C D D思考思考根據(jù)金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)，你能提出根據(jù)金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)，你能提出一些防護(hù)措施嗎一些防護(hù)措施嗎？1 1、組成原電池，用活潑金屬作負(fù)極、組成原電池，用活潑金屬作負(fù)極（犧牲陽極的陰極保護(hù)法）（犧牲陽極的陰極保護(hù)法）用犧牲鎂塊的方法來防用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊