第一節(jié) 原電池 化學(xué)電源

近五年海南卷對(duì)電化學(xué)考察統(tǒng)計(jì)試卷題型及分?jǐn)?shù)考察內(nèi)容2015選擇題第8題，共2分對(duì)原電池應(yīng)用的考查2015非選擇題第15題第（4）問(wèn)，2分；電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)2014選擇題第3題，2分；電解池的工作原理分析2014非選擇題第16題第（1）（2）共4分外電路中電流流向，電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)近五年全國(guó)新課標(biāo)卷對(duì)電化學(xué)考察統(tǒng)計(jì)2013選擇題第4、12題，共6分；原電池工作原理，電解池工作原理的考查2012選擇題第3、10題，6分；第13題第（4）問(wèn)與第16題，11分；共17分電解池工作原理的考查；新型燃料電池：電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、通過(guò)的電量的計(jì)算；電解NaCl溶液的總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)2011新課標(biāo)卷

第6題、第12題共6分對(duì)可充電電池電極反應(yīng)原理的判斷；原電池工作原理的考查電池的工作原理、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，每年必考！且多為新型電池考綱1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)式；2.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)和工作原理；3.認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用，能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperience思考下列三個(gè)反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池的是

，請(qǐng)說(shuō)明理由。

①CaO+H2O=Ca(OH)2②Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+③Cu+2H2O=Cu(OH)2＋H2↑任務(wù)：請(qǐng)盡可能多的設(shè)計(jì)裝置使反應(yīng)②發(fā)生，并畫(huà)出裝置圖一、原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置1.概念①自發(fā)的氧化還原反應(yīng)②兩個(gè)活潑性不同的電極③電解質(zhì)溶液，閉合回路④閉合回路2.構(gòu)成條件其反應(yīng)本質(zhì)是_______________。3.工作原理（以Cu-Ag原電池（AgNO3溶液）為例）電極名稱(chēng)負(fù)極正極電極材料電子移動(dòng)方向電極反應(yīng)式電極反應(yīng)類(lèi)型離子移動(dòng)方向電流方向從負(fù)極流出經(jīng)外電路流入正極氧化反應(yīng)還原反應(yīng)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)外電路：正極→負(fù)極；CuAgCu-2e-=Cu2+Ag++e-=Ag請(qǐng)完成P162遞進(jìn)題組一——二考點(diǎn)一：原電池的工作原理例1.金屬鋰燃料電池是一種新型電池，其工作示意圖如下。思考：①判斷正負(fù)極、電子的移動(dòng)方向、兩極發(fā)生反應(yīng)的類(lèi)型、離子的移動(dòng)方向；考點(diǎn)二：電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)②寫(xiě)出其正極、負(fù)極、總電極反應(yīng)式KOH溶液考點(diǎn)二：電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)例2.固體氧化物燃料電池(SOFC)以固體氧化物為電解質(zhì)(能傳遞O2-)。其工作原理如圖所示

當(dāng)以C2H4為燃料氣時(shí)，寫(xiě)出正極、負(fù)極、總電極反應(yīng)式。歸納總結(jié)如何書(shū)寫(xiě)原電池的電極反應(yīng)式？電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)(1)一般電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)：(2)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)：原電池正負(fù)極的判斷方法考點(diǎn)二：電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)例3.熔融碳酸鹽燃料電池的電解質(zhì)Li2CO3和Na2CO3的混合物,燃料為CO,氧化劑是含CO2的O2的混合氣體,在工作過(guò)程中,電解質(zhì)熔融液的組成、濃度不變.寫(xiě)出正極、負(fù)極、總電極反應(yīng)式。O2在正極放電的電極反應(yīng)式幾種情況環(huán)境電極反應(yīng)式舉例中性或堿性溶液O2+2H2O+4e-=4OH-堿性燃料電池、金屬的吸氧腐蝕酸性溶液O2+4H++4e-=2H2O酸性燃料電池熔融碳酸鹽（正極通O2與CO2的混合氣體）O2+4e-+2CO2=2CO32-熔融碳酸鉀燃料電池固體氧化物（能傳遞O2-）O2+4e-=2O2-電解質(zhì)摻雜Y2O3的ZrO2

晶體,請(qǐng)完成P165遞進(jìn)題組三請(qǐng)完成P164深度探究3（2014-16）（9分）鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li+

通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列問(wèn)題：（1）外電路的電流方向是由____極流向_____極。（填字母）（2）電池正極反應(yīng)式為_(kāi)____________________。baMnO2+e—+Li+=LiMnO2[例1]

原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)肼(N2H4)又稱(chēng)聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無(wú)污染，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空氣燃料電池放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是______________________；負(fù)極的電極反應(yīng)式是______________________。(2)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HCl—NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫(xiě)出該電池的正極反應(yīng)式_________________________。(3)請(qǐng)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Cu2＋、Fe3＋氧化性的強(qiáng)弱。請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置圖并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。[解析]

(1)氧氣在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，肼在負(fù)極上被氧化轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的氮?dú)夂退?2)相當(dāng)于氮?dú)夂蜌錃庀群铣砂?，然后與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨。(3)三價(jià)鐵離子能夠氧化銅生成銅離子，從而設(shè)計(jì)成原電池證明該結(jié)論。[例2]（2011·新課標(biāo)高考）鐵鎳蓄電池又稱(chēng)愛(ài)迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是

（）A.電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB.電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2C.電池充電過(guò)程中，陰極附近溶液的pH降低D.電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH--2e-

===Ni22O3+3H2O.［解析］本題考查充電電池的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)充電電池正負(fù)極的判斷及書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)的能力。在鐵鎳蓄電池中，F(xiàn)e是負(fù)極，Ni2O3是正極，由于生成Fe(OH)2,則電解液為堿性溶液，故A正確；電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：

Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2，故B正確；電池充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為：Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-，陰極附近溶液pH升高，故C錯(cuò)誤；由充電時(shí)的總反應(yīng)式減去陰極反應(yīng)式，可得到陽(yáng)極反應(yīng)式，D正確。［答案］C可充電電池充電時(shí)的電極接法1．[雙選題](2010·廣東高考)銅鋅原電池(如圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是

(

)A．正極反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋B．電池反應(yīng)為：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液解析：本題考查原電池，意在考查考生對(duì)原電池工作原理的分析能力。該電池中Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋，Cu為正極，電極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－===Cu，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池總反應(yīng)為：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B項(xiàng)正確；原電池工作時(shí)，外電路中電子由負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向正極，C項(xiàng)正確；負(fù)極上由于Zn放電，ZnSO4溶液中Zn2＋的濃度增大，故鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BC2．(2011·海南高考)一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－===2H2ONiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－當(dāng)為電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是

(

)A．H2O的還原

B．NiO(OH)的還原C．H2的氧化

D．Ni(OH)2的氧化解析：由題中給出的電極反應(yīng)可判斷出做原電池時(shí)，H2是還原劑被氧化，NiO(OH)是氧化劑被還原，則充電時(shí)H2是還原產(chǎn)物，NiO(OH)是氧化產(chǎn)物，與外電源正極相連的是陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以“Ni(OH)2的氧化”正確。答案：D1．加快氧化還原反應(yīng)的速率2．比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱3．用于金屬的防護(hù)4．設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源（P162）[特別提醒](1)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)不一定都能設(shè)計(jì)成原電池，如Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O等。(2)判斷電極時(shí)，不能簡(jiǎn)單地依據(jù)金屬的活潑性來(lái)判斷，要看反應(yīng)的具體情況，如①在強(qiáng)堿性溶液中Al比Mg更易失去電子，Al作負(fù)極，Mg作正極；②F