原电池与化学电源解读

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1、原电池 化学电源 金版新学案制作 地球与地图 栏目索引 请 点 击 相 关 栏 目 2 4 1 3 考点 梯级落实 微课 通法悟道 真题 重组集训 课时 规范训练 结束放映返回导航页 考点一 原电池及其工作原理 【知识梳理】 1概念 把化学能转化为电能的装置。 2形成条件 (1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生。 (2)二看两电极：一般是金属活泼性不同的两电极。 (3)三看是否形成闭合回路。形成闭合回路需三个条件： 电解质溶液； 两电极直接或间接接触； 两电极插入电解质溶液。 结束放映返回导航页 3工作原理(以下图铜锌原电池为例) 电电极材料锌锌铜铜 电电极名称负负极正极 电电极

2、反应应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu 反应类应类 型氧化反应应还还原反应应 电电子流向电电子从负负极流出经经外电电路流入正极 离子流向阳离子流向正极，阴离子流向负负极 结束放映返回导航页 【问题与探究】 1判断正误误(正确的打“”，错误错误 的打“”) (1)在原电电池中，发发生氧化反应应的一极是负负极( ) (2)在原电电池中，负负极材料的活泼泼性一定比正极材料强 ( ) (3)在原电电池中，正极本身一定不参与电电极反应应，负负极 本身一定要发发生氧化反应应( ) (4)带带有“盐桥盐桥 ”的原电电池比不带带 “盐桥盐桥 ”的原电电池 电电流持续时间长续时间长 ( ) 结束放映返回导航页

3、使两个烧杯中的溶液形成一个导电通路。 使溶液保持电中性，氧化还原反应能顺利进行产生 持续的电流。 3.两个半电池构成的原电池中，盐桥的作用是什么？ 2在下列原电电池图图示中依据电电子流向和离子移动动方向画出 形成闭闭合回路的原理。 使两个烧烧杯中的溶液形成一个导电导电 通路。使溶液保持电电中 性，氧化还还原反应应能顺顺利进进行产产生持续续的电电流。 结束放映返回导航页 2.根据右图图，可判断出下列离子方程式中 错误错误 的是( ) A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s) BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq) C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq)

4、 D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq) 【题组训练】 题组一 原电池构的判断 1下列示意图中能构成原电池的是( ) 1.解析：Cu与稀硫酸不反应，A装置不能构成原电池；Al与氢氧 化钠溶液发生氧化还原反应，B装置能构成原电池；C装置中的 “导线”不是盐桥，不能构成原电池；D装置中缺少盐桥。 B A 2.解析： 从两个原电电池的电电极可以判断出三种金属的活动动 性关系为为：CdCoAg，则则氧化性关系为为：Cd2CDE BACDBE CCABDE DBDCAE 4有A、B、C、D四种金属，做如下实验实验 ：将A与B用导线导线 连连接起来，浸入电电解质质溶液中，B不易腐蚀蚀；将A

5、、D分别别投 入等物质质的量浓浓度的盐盐酸中，D比A反应剧应剧 烈；将铜铜浸入B的 盐盐溶液里，无明显变显变 化，如果把铜铜浸入C的盐盐溶液里，有金属 C析出。据此判断它们们的活动动性由强到弱的顺顺序是 ( ) AABCD BCDAB CDABC DABDC C 结束放映返回导航页 5把适合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示) (1)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中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t (min)的关系是_。 (2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向 a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间

6、t(min) 的关系是_。 (3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变 ，则图像是_。 解析：加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反 应速率，(1)a中Zn减少，H2体积减小；(2)中由于H2SO4定量， 产生H2的体积一样多。 A B (3)当把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH3COOH CH3COOH，a中c(H)减少，反应速率减小，但产生H2的体积 不变，所以C项正确。 C 结束放映返回导航页 考点三 化学电源 【知识梳理】 1一次电池(碱性锌锰干电池) 碱性锌锰干电池的工作原理如图： 负负极(Zn)电电极反应应式： Zn2O

7、H2e=Zn(OH)2 正极(MnO2)电电极反应应式： 2MnO22H2O2e=2MnOOH 2OH 总总反应应： Zn2MnO22H2O=Zn(OH)2 2MnOOH 结束放映返回导航页 2二次电池(以铅蓄电池为例) (1)放电时电时 的反应应 负负极反应应：PbSO42-2e= PbSO4 正极反应应：PbO24HSO42-2e=PbSO42H2O 总总反应应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O (2)充电时电时 的反应应 阴极反应应：PbSO42e=PbSO42- 阳极反应应：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42- 总总反应应：2PbSO42H2O=PbPbO22H

8、2SO4 结束放映返回导航页 3燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两 种。 酸性碱性 负负极 反应应式 2H24e= 4H2H24OH4e= 4H2O 正极 反应应式 O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH 电电池总总 反应应式 2H2O2=2H2O 结束放映返回导航页 1可充电电电电 池充电时电电时电 极与外接电电源的正、负负极如何连连接 ？ 2(1)氢氢氧燃料电电池以KOH溶液作电电解质质溶液时时，工作一段 时间时间 后，电电解质质溶液的浓浓度将_，溶液的pH_。 (填“减小”、“增大”或“不变变”) (2)氢氢氧燃料电电池以H2SO4溶液作电电解质质溶

9、液时时，工作一段时时 间间后，电电解质质溶液的浓浓度将_，溶液的pH_。 (填“减小”、“增大”或“不变变”) 可充电电池充电时的电极接法为： 增大减小 减小减小 结束放映返回导航页 2.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电 池的基本结构如图所示，其中作为电解 质的无水LiClKCl混合物受热熔融后， 电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为： PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。 下列有关说法正确的是( ) A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2 B放电过程中，Li向负极移动 C每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb D常温时，在正负极间接上电流

10、表或检流计，指针不偏转 解析： 正极上发生还原反应，A项错误；放电过程中Li 向正极移动，B项错误；由电池总反应式可知，每转移0.1 mol电子，理论上生成0.05 mol Pb，质量为10.35 g，C项错 误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生 电流，因此连接电流表或检流计，指针不偏转。 D 【题组训练】 题组一 化学电源中电极反应式的书写 结束放映返回导航页 2高铁铁酸钾钾(K2FeO4)是一种强氧化剂剂，可作为为水处处理剂剂和 高容量电电池材料。 (1)FeCl3与KClO在强碱性条件下反应应可制取K2FeO4，其反应应 的离子方程式为为_。 (2)与MnO2Zn电电池类

11、类似，K2FeO4Zn也可以组组成碱性电电池 ，K2FeO4在电电池中作为为正极材料。 正极反应为应为 _， 该电该电 池总总反应应的离子方程式为为 _。 解析： (1)FeCl3和KClO在强碱性条件下反应应，实质实质 是KClO 氧化Fe(OH)3，ClO的还还原产产物是Cl，根据元素守恒、得失 电电子守恒和电电荷守恒即可完成方程式。 (2)根据题题意可写出题给题给 原电电池的负负极反应应式为为3Zn6e 6OH=3Zn(OH)2，总总反应应式为为3Zn2FeO42-8H2O=3Zn(OH)2 2Fe(OH)34OH。用总总反应应式减去负负极反应应式可得正极反 应应式为为2FeO42-6e

12、8H2O=2Fe(OH)310OH。 2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO42-5H2O3Cl FeO42-3e4H2O=Fe(OH)35OH 3Zn2FeO42-8H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34OH 结束放映返回导航页 结束放映返回导航页 3(1)以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应 式的书写方法： 酸性条件 燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 燃料电池正极反应式：O24H4e=2H2O 负极反应式为_。 碱性条件 燃料电池总反应式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O 燃料电池正极反应式：O22H2O4e=4OH 负极反应式为_。 (2)固体电

13、解质(高温下能传导O2) 燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 燃料电池正极反应式：O24e=2O2 负极反应式为_。 酸性条件：2即得负极反应式 2 得负极反应式 CH44O28e=CO22H2O CH48e2H2O=CO28H 碱性条件：2即得负极反应式 CH410OH8e=CO32-7H2O 结束放映返回导航页 结束放映返回导航页 解题题技能 盐桥电盐桥电 池 1盐桥电盐桥电 池的构成特点 (1)一般情况下，金属插入其可溶性盐盐溶液中，组组成负负极 和正极。 (2)为为使溶液保持电电中性，盐桥盐桥 中离子的定向迁移构成了 电电流通路。 (3)盐桥电盐桥电 池的两个电电极材料可以

14、不同，也可以相同， 但环环境绝对绝对 不同。 2盐桥盐桥 的作用 (1)使整个装置构成闭闭合回路，代替两溶液直接接触。 (2)平衡电电荷。如在Zn/ZnSO4Cu/CuSO4原电电池中Zn失去电电 子形成Zn2进进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液中因Zn2增多而带带正 电电荷。同时时，CuSO4溶液则则由于Cu2变变成Cu，使得SO相对较对较 多而带负电带负电 荷。通过盐桥过盐桥 中阴阳离子定向移动动而使两半电电 池电电解质质溶液中正负电负电 荷守恒而保持电电中性。 结束放映返回导航页 3单单池原电电池和盐桥盐桥 原电电池的对对比 (2)不同点 图图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2，会有一部分Zn与Cu2 直接反应应，该该装置中既有化学能和电电能的转转化，又有一部分 化学能转转化成了热热能，装置的温度会升高。 图图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2不直接接触， 不存在Zn与Cu2直接反应应的过过程，所以仅仅是化学能转转化成了 电电能，电电流稳稳定，且持续时间长续时间长 。 (3)关键键点：盐桥盐桥 原电电池中，还还