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1、原电池 化学电源复习学案 班级： 姓名： 一、原电池1.原电池定义：把_ _能转化为_ _能的装置。2.构成原电池的条件：(1)两个_ _ _的电极。(2)将电极插入_ _ _中。(3)用导线连接电极构成_ _。(4)存在能自发进行的_ _。3原电池的工作原理：(以锌铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型电子流向总之原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示：问题讨论1: 电极材料相同时，电解质溶液不同，电极方程式一致吗？ZnZnCuCuCuZnCuZnH2SO4FeCl3CuSO4H2SO4问题讨论2：是否金属越活泼，一定作负极？Mg结论： 。4.原电池的正负极的判断方法微观
2、判断（根据粒子流动方向）：(1)根据电子流向：电子流出的一极是 ；电子流入的一极是 。(2)根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子向 移动，阴离子向 移动。宏观判断：(1)根据电极材料：一般较活泼金属为 ；活泼性较弱的金属或能导电的非金属为 。(2)根据原电池中反应类型及反应现象： 负极： 电子，发生 反应，现象通常是 正极： 电子，发生 反应，现象通常是 练习：写出下列原电池的电极方程式Cu H2SO4(aq) Zn C CuSO4(aq) Zn Cu HNO3(浓） Al Cu HNO3(稀） Al Mg NaOH(aq) Al Cu Fe2(SO4)3 Zn 5.原电池反应的本质： 。6
3、、原电池的设计思考：右图原电池装置能得到持续稳定的电流吗？若不能,请设计一个能产生稳定电流的原电池装置。锌铜原电池装置示意图锌铜原电池装置示意图装置特点：.由两个半电池组成.锌和锌盐组成锌半电池，铜和铜盐组成铜半电池.每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应.中间通过盐桥连接形成闭合回路。锌半电池 负极反应：Zn - 2e- = Zn2+ 铜半电池 正极反应：Cu2+ + 2e- = Cu 电池总反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 盐桥制法： 将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。盐桥的作用：.是离子通道，与外电
4、路的电子通道相衔接；.是离子库，为保持溶液电中性，氧化作用产生的Zn2+需要阴离子来补充，Cu2+发生还原反应，需要阳离子来补充；而作为KCl饱和溶液，盐桥有足够的离子供给，所以是离子库。原电池的设计原则：(1).电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液可以是 与电极材料具有相同的阳离子；(2).电池的电极材料必须能导电。练习：将下列原电池设计成一个能产生稳定电流的原电池装置。Fe + 2H+ = Fe2+ +H2 Zn +2 Ag+ = Zn2+ + 2Ag Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ Fe + Cu2+
5、= Fe2+ +Cu二化学电源1一次电池 (1)酸性锌锰干电池 总反应式：Zn + 2NH4+ 2MnO2 =Zn2+ +2NH3 + Mn2O3 + H2O负极反应：_ _ ；正极反应： ；(2)碱性锌锰干电池 总反应式：Zn 2MnO2 2H2O = 2MnOOH Zn(OH)2负极反应：_ _ ；正极反应： ；(3)锌银电池 总反应式：Zn Ag2O H2O = Zn(OH)2 2Ag。负极反应：_ ；正极反应： ；2二次电池(可充电，可多次重复使用)铅蓄电池：H2SO4作电解质溶液时，总反应式：PbPbO2 2H2SO4放电充电 2PbSO42H2O。放电时的电极反应式：负极：_ ；正
6、极： ；*充电式的电极反应式（可暂时不掌握）：阴极： ；阳极： 。 问题:可充电电池充电时，电极与外接电源的正负极如何连接？发生什么变化？ 3燃料电池(1)氢氧燃料电池用酸性电解质时：总反应： 负极：_ _；正极：_ _ _；用NaOH等碱性溶液时：总反应： 负极：_ _ ；正极：_ _ _ 。 (2)CH4燃料电池：电解质为KOH，总反应： 负极：_ ；正极：_ 。例1：一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()ACH3OHO22e=H2OCO22H BO24H4e=2H2OCCH3OHH2O6e=CO26H DO22H2O4e=4
7、OH例2科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池的说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B该电池的总反应是C3H8 5O2 =3CO2 4H2OC电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化D通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为C3H820e10O2=3CO24H2O 例3：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Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制
8、得6500C下工作的燃料电池，完成下列反应时：正极： 负极：2CO+2CO32-=4CO2+4e- 总反应式： 三、原电池原理的应用1加快氧化还原反应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_ _。例4：将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是()2比较金属活动性强弱两种金属作原电池的两极时，其活泼性与正极、负极有什么关系？ 例5：有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，
9、无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )AD、C、A、B BD、A、B、C CD、B、A、C DB、A、D、C3设计化学电源 例6：根据下列氧化还原反应设计两个原电池：（1）Cu2+Fe=Fe2+ Cu （2）2FeCl3Fe=3FeCl2。要求：(1) 画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯和盐桥。(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。(3)写出两个电极上发生的电极反应。题组一原电池正、负极的判断与电极反应式的书写1研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A.水既是氧化剂又是溶剂 B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH向正极移动 D.总反应为2Li2H2O=2LiOHH22研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A.正极反应式：AgCle=AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O1
