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1、第二讲原电池化学电源,1了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。,1新型电池的原理分析，电极判断，电极和电池反应式的书写。2原电池在能源危机的作用。,一、原电池1装置特点： 转化为 。2原电池的电极原电池的负极金属发生反应向外电路提供电子原电池的正极金属(或惰性电极如石墨)发生 外电路提供的电子,化学能,电能,活泼,氧化,不活泼,还原反应,接受,3原电池的构成条件(1)能自发地发生 。(2)电解质溶液(构成电路或参加反应)。(3)由还原剂和导体构成 极系统，由氧化剂和导体构成 极系统。(4)形成 (两电极接触或用导线连接)。,氧化还原反应,
2、负,正,闭合回路,4工作原理(以锌铜原电池为例，如图所示),Zn,Cu,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,负极,正极,ZnCu2=Zn2Cu,原电池内部阴、阳离子如何移动？为什么？提示阴离子移向负极、阳离子移向正极，这是因为负极失电子，生成大量阳离子聚集在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中阳离子要移向正极。,原电池的模型中常用盐桥连接，它的作用是什么？能否用一导线代替？提示盐桥的作用是连接两烧杯中的电解质形成闭合回路，通过带电离子的定向移动，平衡烧杯中电解质溶液的电荷，不能用一根
3、导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。,二、常见化学电源,Zn2OH2e=Zn(OH)2,Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2,可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？提示可充电电池充电时的电极接法为：,四个观察 原电池的四个判定方法 观察电极两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)； 观察溶液两极插入溶液中； 观察回路形成闭合回路或两极直接接触； 观察本质原电池反应是自发的氧化还原反应。,四个规律 金属腐蚀的四个规律 电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。 对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶
4、液。 活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,问题征解在金属的电化学腐蚀中，做氧化剂的只有O2和H吗？提示不是。其他氧化性微粒也可以使金属发生电化学腐蚀。,必考点47 原电池正负极的判断方法和电极反应式的书写一、原电池的正负极的判断,二、电极反应式的书写1一般电极反应式的书写,按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应物和产物，找出得失电子的数量。 电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H应让其结合OH生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等，并加以配平。两电极反应式相加，与总
5、反应离子方程式对照验证。,2复杂电极反应式的书写如CH4酸性燃料电池中CH42O2=CO22H2O总反应式2O28H8e=4H2O正极反应式得：CH42H2O8e=CO28H负极反应式,.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么发生偏转？(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。(3)操作过程中C1棒上发生的反应为_；(4)操作过程中C2棒上发生的反应为_。(5)操作过程中，盐桥中的K移向_烧杯溶液(填“A”或“B”)。,原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应
6、，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。,原电池正负极判断的注意点,【应用1】(2013保定质检)原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列由不同材料组成的原电池，电极反应正确的是()。A由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Fe3e=Fe3B
7、由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为Mg2e2OH=Mg(OH)2C由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，其正极反应式为Cu2e=Cu2D由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu2e=Cu2,解析由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，Fe作负极，电极反应式为：Fe2e=Fe2，A错；由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，电池总反应为2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2，Al作负极，电极反应式为Al3e4OH=AlO-22H2O，B错；由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，正极为Pb，电极反应式为Fe3e=Fe2，C错；由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，Al
8、遇浓硝酸钝化，Cu作负极，电极反应式为Cu2e=Cu2，D对。答案D,必考点48 原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用1加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。,2比较金属活动性强弱两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。例如，有两种金属a、b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a溶解，b极上有气泡产生，则推测a为负极，b为正极，则金属活动性ab。3用于金属的防护使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁
9、桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池的负极。,4设计电池，制造化学电源如根据以下反应设计的原电池如下表所示：,5.探究金属腐蚀的快慢规律不同类型的腐蚀规律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护措施的腐蚀,【典例2】(2012吉林期末质检)实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3立即被还原成Fe2。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()。,A该原电池的正极反应是：Zn2e=Zn2B左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现D该电池总反应为：3Zn2Fe3=2Fe3Zn2解析正极是得电子的反
10、应，A错误；左烧杯中的电极反应式为Fe3e=Fe2，B正确、C错误；因为在金属活动性顺序中铁排在H的前面，在酸性溶液中不会生成Fe，D错误。答案B,理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极。(2)确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。(3)确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可。(4)构成闭合回路。,A反应开始时，乙中石墨电极上发生还原反应B反应开始时，
11、甲中石墨电极上Fe3被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极,答案BC,原电池反应的本质就是氧化还原反应。因此正确书写氧化还原反应方程式并能标出电子转移的方向和数目是正确书写电极反应式的基础，通过电池反应中转移电子的数目可确定电极反应中得失的电子数目，通过电池反应中的氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物可确定电极反应中的反应物和产物。具体步骤如下：首先根据题意写出电池反应。标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂。,根据还原剂负极材料，氧化产物负极产物，氧化剂正极材料，还原产物正极产物来确定原电池的正、负极和反应产物。根
12、据电池反应中转移电子的数目来确定电极反应中得失的电子数目。注意环境介质对反应产物的影响。写出正确的电极反应式。,试卷采样(12分)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。(1)给你一只安培表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。,当场指导审题指导在所给的电极材料中，铝片能与NaOH溶液发生自发的氧化还原反应：2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2还原剂氧化剂氧化产物还原产物由此可知：负极(Al)：2Al6e8OH=2Al(OH)4正极(Mg)：6H2O6e=3H26OH,失分提示1原电池的正极和负极除与活泼性有关外，还与接触到溶液的酸
13、碱性有关。2原电池中电极反应与溶液的酸碱性有一定关系。,评分细则(1)如右图所示(4分)(不标正负极扣2分)(2)2Al8OH6e=2Al(OH)4(4分)(3)6H2O6e=3H26OH(4分),Hold住考向,名师揭秘原电池原理的分析和应用是高考的热点。预测2014年关于新型电源的工作原理分析、电极反应式的书写仍会在高考中出现，必须高度关注。,角度1.原电池工作原理1(2012福建理综，9)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()。,答案A,2(2011广东，12)某小组为研究电化学原理，设计如图装置，下列叙述不正确的是 ()。Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连
14、接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动,解析a和b不连接时，铁与CuSO4溶液发生反应：FeCu2=Fe2Cu，A项正确；a和b用导线连接时，组成了原电池，Fe作负极，Cu作正极，铜片上发生还原反应：Cu22e=Cu，铁片上发生氧化反应：Fe2e=Fe2，B项正确；通过以上分析可知，无论a和b是否连接，均发生反应：FeCu2=Fe2Cu，故溶液均从蓝色(Cu2的颜色)逐渐变成浅绿色(Fe2的颜色)，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，构成电解池，铜片作阳极，铁片作阴极，Cu2应向阴极(铁电极)移动，D项错误。答案D,3(2010广东，23)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()。A正极反应为：Zn2e=Zn2B电池反应为：ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液,
