《高三一轮复习：《原电池工作原理》2015lan.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三一轮复习：《原电池工作原理》2015lan.（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高三化学第一轮复习 化学反应与能量变化 化学能与电能 考点一原电池的工作原理 ： 1.定义： 化学能转化为电能的装置为原电池。 从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均 可设计成原电池； .电极名称： 原电池 相对活泼的电极为负极 相对不活泼的电极为正极 3.电极反应： 原电池 负极： 正极： 发生失电子的氧化反应 发生得电子的还原反应 4、原电池的形成条件 (4)形成闭合回路。 （两电极用导线连接，或接触。） （1）能自发地发生的氧化还原反应： 电极和电解质溶液 两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池） （2）电解质溶液： 参与电极反应或构成内电路 （3）两导体作电极： 活动性不同的金属（或
2、一种金属和一种非金属导 体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。 两不活泼的导体石墨或Pt等。（燃料电池电极） 5.定向移动方向：电子、离子 原电池 “负极出电子，电子回正极” 必发生 失电子 的 氧化反应 必发生 得电子 的 还原反应 练习：下列哪几个装置能形成原电池？ A BCD EFMN CuSO4 （）盐桥的作用是什么？ 可提供定向移动的阴阳离子 ，使由它连接的两溶液保持 电中性，盐桥保障了电子通 过外电路从锌到铜的不断转 移，使锌的溶解和铜的析出 过程得以继续进行。 导线的作用是传递电子， 沟通外电路。而盐桥的作用 则是沟通内电路。 6.双液原电池的工作原理（有关概念） （）盐桥
3、中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出 盐桥的作用： （1）形成闭合回路。 （2）平衡电荷。 (3)双液原电池的 优点： 能产生持续、稳 定的电流。 【小试牛刀】依据氧化还原反应： 2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)设计 的原电池如图所示。 盐桥盐桥 X Y A CuSO4溶液 电电流计计 Ag 请请回答下列问题问题 ： (1)电电极X的材料是_； 电电解质质溶液Y是_； (2)银电银电 极为电为电 池的_极， 发发生的电电极反应为应为 _ X电电极上发发生的电电极反应为应为 _； (3)外电电路中的电电子是从_电电极流向 _电电极。 铜(
4、或Cu) AgNO3溶液 正 Age Ag Cu -2e Cu2 负(Cu) 正(Ag) o7原电池原理的三大应用 o(1)加快氧化还原反应的速率 o一个_进行的氧化还原反应，设计成原电池 时反应速率_。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。 o(2)比较金属活动性强弱 o两种金属分别作原电池的两极时，一般作_的 金属比作_的金属活泼。 o(3)设计制作化学电源 o首先将氧化还原反应分成两个半反应。 o 根据原电电池的反应应特点，结结合两个半反应应找出 正、负负极材料和电电解质质溶液。 自发 增大 负极 正极 o 典例(溯源题)(2016上海化学，
5、8)图1是铜锌原 电池示意图。图2中，x轴表示实验时 流入正极的 电子的物质的量，y轴表示_。 探源：本考题源于教材RJ选修4 P71“图41锌铜 原电池装置”，对原电池的工作原理进行了考查。 利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计 一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥 ），画出原电池的示意图，并写出电极反应。 参考答案 (+)(-) G Zn Pt FeCl3 溶液 负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应 ） (+) (-)盐桥 Zn C ZnCl2溶液FeCl3溶液 G 考点二、原电池的设计 请将
6、氧化还原反应 Cu+2Ag+ = Cu2+2Ag 设计成一个 能产生持续、稳定电流的原电池装置 Cu CuSO4 Ag AgNO3 例1：判断右边原电池的 正、负极，并写出电极反应式。 考点三：电极的判断及电极反应式的书写 A FeCl3溶液 负极：Cu -2e Cu 2+ 正极：2Fe3+ +2e -2Fe2+ Cu C Mg Al A 稀硫酸溶液 NaOH溶液 （稀硫酸）负极:Mg -2e-Mg2+ 正极：2H+2e-H2 （NaOH溶液） 负极：2Al+8OH- -6e- 2AlO2-+4H2O 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 正极：6H2O+6e- 3H2+6OH-
7、o 方法一：根据电极材料的性质确定。 o 1.对于金属金属电极， o 活泼金属是负极，不活泼金属是正极； o 2.对于金属非金属电极， o 金属是负极，非金属是正极，如干电池等； o 3.对于金属化合物电极， o 金属是负极，化合物是正极。 o 方法二：根据电极反应的本身确定。 o 失电子的反应氧化反应负极； o 得电子的反应还原反应正极。 考点三：电极的判断及电极反应式的书写 化学反应与能量变化 化学能与电能 o 典例(溯源题)(2016课标全国，11)MgAgCl电池是 o 一种以海水为电解质溶液的水激活电池。判断下列说法是 o 否正确 o o (1)负极反应式为Mg2e=Mg2( ) o
8、(2)正极反应式为Age=Ag( ) o(3)电池放电时Cl由正极向负极迁移( ) o(4)负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2（ ） 探源：本考题源于RJ选修4 P75“一次电池”及其知识拓展 ，对常见及新型电源的工作原理及电极反应进行了考查。 Zn+2OH-2e- = Zn(OH)2 2MnO+2HO+2e-=2MnO(OH)+2OH- Zn + 2MnO +2HO= Zn(OH)2+ 2MnO(OH) 负极 正极 总反应 第一类 1、碱性锌锰电池 考点四：化学电源及其电极反应式 第一类 2、铅蓄电池 PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - PbSO4 + 2H2O
9、 Pb + PbO2 + 2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O 总反应式为： Pb + SO42- -2e - PbSO4负极： 正极 放电 当向外提供0.5mol电子时，消耗硫酸的 物质的量为 0.5mol 2PbSO4 + 2H2O =Pb + PbO2 + 2H2SO4 PbSO4 + 2H2O - 2e - PbO2 + 4H+ + SO42- PbSO4 + 2e - Pb + SO42- 阳极 阴极 总反应 充电 第一类 2、铅蓄电池 第一类 3.锌银钮扣电池 正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH 负极：Zn +2OH-2e- =ZnO+H2O 总反应： Z
10、n+Ag2O=ZnO+2Ag 电极分别为Ag2O和Zn 电解质溶液为KOH 第一类 4、银锌蓄电池 正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合 金，电解质溶液KOH。反应式为： 2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O 写出电极反应式。 充电 放电 负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 第一类 5、镉镍电池 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电 充电 负极材料：Cd 正极材料：涂有NiO2 电解质：KOH溶液。 反应式如下： 写出电极反应式。 特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。 负极：Cd-2e-+
11、2OH-=Cd(OH)2 正极：NiO2 + 2e- + 2H2O = Ni(OH)2 + 2OH- 2013四川(1)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液 组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2， 该电池反应的化学方程式是 。 (2) Al-AgO 电池性能优越，可用作水下动力电源， 其原理如图所示。 该电池反应的化学方程式为： (3) Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质， 电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4， 写出该电池反应方程式：_ 练习第一类电池 Ag2O2+2Zn+4KOH+2
12、H2O=2K2Zn（OH）4+2Ag 2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O 电解液 H2O 1、氢氧燃料电池 2e-2e- 氢气 氧气 H+ OH- A 负极 正极 O2 H2 H2O 第二类 第二类 1、氢 氧 燃 料 电 池 介质 电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性负极 正极 中性负极 正极 碱性负极 正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 +4OH- 4e- = 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 第二类 2、氢氧
13、固体燃料电池 介质 电池反应： 2H2 + = 2H2O 负 极 正 极 负 极 正 极 2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 第二类 3、甲烷燃料电池（电解质为KOH） 负极：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 4H2O +8e- = 8OH- 总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O 第二类 4、甲烷、空气与碳酸锂熔融盐燃料电池 负极：CH4 +4 CO32- - 8e- = 5CO2 + 2H2O 正极：2
14、O2 + 4 CO2 +8e- = 4 CO32- 总反应：CH4 + 2O2 + = CO2+ 2H2O 锂电池锂电池 指用金属锂作负极活性物质的电池的总称。指用金属锂作负极活性物质的电池的总称。 安全性没有锂离子高，没有使用隔膜，由负极，正极、安全性没有锂离子高，没有使用隔膜，由负极，正极、 电解液组成，因为金属锂能与水反应，生成电解液组成，因为金属锂能与水反应，生成LiOHLiOH和和H H 2 2 ， 所以电解液使用所以电解液使用有机电解液有机电解液或或无机非水电解液无机非水电解液。 负极： Li 正极： MnO2 CuO FeS2等 电解液：有机电解液或无机非水电解液 第三类 1、锂-二氧化锰电池 正极反应：MnO2 + Li+ + e- Li MnO2 负极反应：Li e- Li+ （有机溶剂电解液） 锂电池是新一代高能电池，目前已研究出多种锂电池。 某种锂电池的
