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1、第 3 节化学能转化为电能-电池制作人：张六胜学习目标1了解原电池的工作原理，结合电池反应和相关实验，体验化学能和电能的转化过程，能用电池反应表示化学能和电能的转化关系。2了解常见的化学电源的种类和工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义，并能应用原电池原理分析、解释金属的腐蚀的原因，探究防止金属腐蚀的措施，加深对化学变化本质的认识。知识梳理一、原电池1 原电池是_的装置。2 原电池的构成条件：（1）两个活泼性不同的电极;（2）_；（3）_。3 电极材料构成负极：还原性较强的物质，如_正极：氧化性较强的物质，如_、_、_。二、化学电源4作为化学电源的电池有_电池、_电池、_电池。其中可能造
2、成环境污染的是_电池；可反复充放电的是_电池。5几种电池的比较电池电极材料电极反应电池反应锌锰干电池铅蓄电池氢氧燃料电池三、金属的腐蚀与防护6金属腐蚀是指_。7化学腐蚀与电化学腐蚀的比较金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件有无电流现象8钢铁的腐蚀：_腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。（1）析氢腐蚀(酸性环境)负极：_；正极：_(2)吸氧腐蚀负极：_；正极：_9.金属的防护方法（1）在金属表面覆盖_,如_。（2）牺牲阳极保护法：即将_的金属作为保护极，与被保护金属相连构成_,_的金属将作为负极发生_反应而消耗，被保护金属作为正极就可以避免腐蚀。（3）阴极电保护法：即将被保护金属与外加直流电源的_极相连让其
3、成为阴极，而将外加直流电源的_极接到一些废铁上，使废铁成为阳极。例题解析【例 1】由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 pH 怎样变化（ ）A.不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小【例 2】在原电池和电解质的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（ ）A. 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B. 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C. 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D. 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应【例 3】在如图所示的装置中，a 的金属性比氢要强，b 为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（ ）A. 碳棒上有气体放出，pH 变大
4、B. a 是正极，b 是负极C. 导线中有电子流动，电子从 a 极到 b 极D. a 极上发生了氧化反应【例 4】航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应方程式都可表示为 2H2 + O2 = 2H2O,酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：2H2 4e- = 4H+,则其正极反应表示为_；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为 O2 +2H2O+4e- = 4OH-,则其负极反应可表示为_。基础训练1 下列说法中正确的是（ ）A.原电池是把电能转化为化学能的装置B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧
5、化反应C.原电池两极均发生氧化还原反应D.原电池中的阳离子向正极移动2 下列各反应中，属于原电池反应的是（ ）A.氧化铝膜破坏后，金属铝被迅速氧化 B.白铁镀锌层破损后，还能阻止铁被氧化C.红热的铁与水接触表面上形成蓝黑色的保护层 D.铁丝在氯气中燃烧产生大量棕黄色的烟3.某原电池，将两金属 X、Y 用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现 Y 电极质量增加，则可能是下列情况中的（ ）A.X 是负极，电解质溶液为 CuSO4溶液 B.X 是负极，电解质溶液为稀 H2SO4溶液C.X 是正极，电解质溶液为 CuSO4溶液 D.X 是正极，电解质溶液为稀 H2SO4溶液4 下图为氢氧燃料电池原
6、理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ）A. a 电极是负极B. b 电极的电极反应为：eOH44222OOHC. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置5镍-镉（NiCd）可充电电池，可以发生如下反应：Cd（OH）2 +2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O，由此可知，该电池的负极材料是（ ）A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)26.下列事实不用原电池原理解释的是（ ）A. 轮船吃水线以下的船壳上装有一定数量的锌块B. 铝片不用特殊方法保存C. 纯锌与稀硫酸反应时，
7、滴入少量 CuSO4溶液后反应速率加快D. 镀锌铁比镀锡铁更耐用7.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G a b稀 H2SO4充电放电A、D 分别投入等浓度的盐酸中，D 比 A 反应剧烈，将铜浸入 B 的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入 C 的盐溶液中，有金属 C 析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）A.DCAB B. DABC C. DBAC D. BADC8.电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为KOH 溶液，放电时锌极上的电极反应是：Zn + 2OH- -2e
8、- = Zn(OH)2；氧化银电极上的反应式为：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH- ，总反应式为：Ag2O + H2O + Zn= Zn(OH)2 + 2Ag。下列说法正确的是（ ）A.锌是负极，氧化银是正极B. 锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应C. 溶液中OH向正极移动，K+ 、H+向负极移动D. 随着电极反应的不断进行，电解质溶液的 pH 逐渐增大9碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是( )A电
9、池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e=Mn2O3(s)+2OH(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过 O.2mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5g10. 一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入 KOH 溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6 7O28KOH=4K2CO310H2O，有关此电池的推断正确的是（ ）A.正极反应为 14H2O7O228e=28OHB.放电一段时间后，负极周围的 pH 升高C.每消耗 1 mol C2H6 ，则电路上转移的电子为 14 molD.放电过程中 KOH
10、的物质的量浓度不变11.原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义装置 判断形成 条件电极 名称电极 反应电子 流向12由 A、B、C、D 四种金属按下表中装置进行实验，根据实验现象填表装置现象金属 A 不断溶解C 的质量增加A 上有气体产生正极反应式四种金属活动性顺序：13选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：2FeCl3 + Cu = 2 FeCl2 + 2CuCl2(1)画出装置图：（2）电极材料和电解质溶液各是什么？（3）写出电极反应式G A BG CBG D A稀 H2SO4CuSO4溶液稀 H2SO4拓展提高14氢氧燃料电池是将 H2和 O2分别通入电池，穿
11、过浸入 20%-40%的 KOH 溶液的多孔碳电极，其电极反应式为：2H2 + 4OH - 4e = 4H2O 和 O2 +2H2O+4e = 4OH则下列叙述正确的是（ ）A. 通 H2的一极是正极，通 O2的一极是负极B. 通 O2的一极是正极，通 H2的一极是负极C. 工作一段时间后电解质溶液的 pH 增大D. 工作时负极区附近 pH 增大15.已知电解饱和食盐水可制得 Cl2，又已知铅蓄电池放电时发生如下反应：正极：PbO2 + 4H+ +SO42 +2e- =PbSO4 + 2H2O负极：Pb + SO42 +2e- = PbSO4现拟用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制氯气 0.05m
12、ol，电池内 H2SO4的消耗量至少是( )A.0.025mol B.0.05mol C.0.10mol D.0.20mol16.将铂丝插入 KOH 溶液做电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称做燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为电池的_极，这一极的电极反应式为_。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，制得在 650下工作的燃料电池。完成上述有关的电池反应式：正极反应式：_负极反应式：_总电池反应
13、式：_17.有一位喜欢追赶时髦的富翁决定建一艘海上游艇，为了使游艇奢侈豪华，他不惜重金让造船师用昂贵、漂亮、对海水有很强抗腐蚀能力的镍铜合金将船底包起来。由于这种镍铜合金的机械强度不够大，于是造船师不得不用特种的钢来制造游艇的许多零件，在一片赞美声中，游艇徐徐下水，畅游于碧海波涛之中，可是时间不长，这艘游艇的底部千疮百孔，过早地结束了生命。你知道这是为什么吗？答：_。18.如图 A 为直流电源，B 为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C 为电镀槽，接通电路后，发现 B 上的 c 点显红色，请填空：（1）电源 A 上的 a 为_极（2）滤纸 B 上发生的总化学方程式为：_欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通 K 点，使 c、d 两点短路，则电极e 上发生的反应为：_，电极 f 上发生的反应为：_，槽中盛放的镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。abcdefABCK
