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1、第第14章章 电电化学化学l考点考点37 原电池原理原电池原理l考点考点38 化学电源化学电源l考点考点39 电解原理及其应用电解原理及其应用l考点考点40 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护l考点考点41 电化学综合电化学综合l考点考点37 原电池原理原电池原理考法考法1 原电池的判断原电池的判断考法考法2 原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断考法考法3 原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写考法考法4 原电池原理的应用原电池原理的应用能自发进行的氧化还原反应。能自发进行的氧化还原反应。两个活动性不同的电极两个活动性不同的电极(燃料电池的两燃料电池的两个电极可以相同个电极可以相同)。
2、形成闭合回路。形成闭合回路。u1.原电池原电池(1)定义定义把化学能转化为电能的装置。把化学能转化为电能的装置。(2)原电池的形成条件原电池的形成条件水果电池图甲和图乙是铜锌原电池装置示意图。图甲和图乙是铜锌原电池装置示意图。电极名称电极名称负极负极正极正极电极材料电极材料锌片锌片铜片铜片电极反应电极反应Zn2e= Zn= Zn2 2CuCu2 22e= Cu= Cu反应类型反应类型氧化反应氧化反应还原反应还原反应电子流向电子流向由锌片沿导线流向铜片由锌片沿导线流向铜片u2.原电池的工作原理原电池的工作原理【注意】无论在原电池中还是在电解池中，【注意】无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能电
3、子均不能通过电解质溶液通过电解质溶液。u3.原电池工作时导电粒子流向原电池工作时导电粒子流向电子流向电子流向(外电路外电路)：负极：负极导线导线正极正极(电流方向与电子流向电流方向与电子流向相反相反)。离子流向离子流向(内电路内电路)：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。例 浙江理综浙江理综201611，6分分金属金属(M)空气电池空气电池(如图如图)具有具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4MnO22nH
4、2O=4M(OH)n。已知：电池的。已知：电池的“理论比能量理论比能量”指单位质量指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()例1例A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：424 4D在Mg空气电池中，为防止负极区沉积，宜采用中性电解质及阳离子交换膜例1【解析】多孔电极能够增大电极表面积，降低极化作用，有利于氧气扩散至电极表面，A正确；单位质量的三种金属单质，Al提供的电子数最
5、多，即Al空气电池的理论比能量最高，B正确；该电池中阳离子不能透过阴离子交换膜与在正极结合，C错误；为防止负极区沉积，则可采取措施降低负极区溶液中c()和c()，D正确。C例1A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：424 4D在Mg空气电池中，为防止负极区沉积，宜采用中性电解质及阳离子交换膜2.依据原电池的形成条件判断依据原电池的形成条件判断(1)一看电极：一看电极：两极为导体，且存在活动性差异；两极为导体，且存在活动性差异；(2)二看溶液：二看溶液：
6、两极插入溶液中；两极插入溶液中；(3)三看回路：三看回路：形成闭合回路或两极直接接触；形成闭合回路或两极直接接触；(4)四看本质：四看本质：看能否发生氧化还原反应。看能否发生氧化还原反应。考法考法1原电池的判断原电池的判断1.分析有无外接直流电源，有外接直流电源的为电解池，分析有无外接直流电源，有外接直流电源的为电解池，无外接直流电源的才可能为原电池。无外接直流电源的才可能为原电池。例例2下列装置中，能构成原电池的是下列装置中，能构成原电池的是 。【解】【解】A能构成原电池；B不能构成原电池，因为酒精是非电解质；C不能构成原电池，因Fe、Cu与Na2SO4溶液不反应；D能构成原电池，这是两极直
7、接接触的原电池；E也能构成原电池，但若把左、右烧杯中溶质对换，就不能构成原电池，因氧化剂必须在正极烧杯中；F能构成原电池，左边为正极(因氧化剂Fe3在左烧杯中)，右边为负极(因还原剂 I - 在右烧杯中)。A判断方法判断方法负极负极正极正极电极材料电极材料较活泼金属较活泼金属较较不活泼金属或石墨不活泼金属或石墨通入物通入物通入还原剂的电极通入还原剂的电极通入氧化剂的电极通入氧化剂的电极两极反应类型两极反应类型发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极发生还原反应的电极发生还原反应的电极电子流向电子流向(或电流方向或电流方向)电子流出的电极电子流出的电极(或电流流入的电极或电流流入的电极)电子流入的电
8、极电子流入的电极(或电流流出的电极或电流流出的电极)离子流向离子流向阴离子流向的电极阴离子流向的电极阳离子流向的电极阳离子流向的电极电极质量变化电极质量变化质量减小的电极质量减小的电极质量增加的电极质量增加的电极有无气泡有无气泡有气泡产生的有气泡产生的电极电极考法考法2原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断考法考法2原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断【注意】【注意】(1)(1)金属的活动性受所处环境的影响。如金属的活动性受所处环境的影响。如MgMg、AlAl的活动的活动性：性：在中性或酸性溶液中活动性在中性或酸性溶液中活动性MgMgAlAl；而在碱性溶液中；而在碱性溶液中，AlAl可可
9、以与以与OHOH反应，而反应，而MgMg不反应，所以不反应，所以MgMg与与AlAl用导线连接后放入用导线连接后放入NaOHNaOH溶液中，溶液中，AlAl是负极，是负极，MgMg是正极是正极。(2)(2)FeFe、CuCu相连，浸入稀相连，浸入稀HNOHNO3 3中，中，FeFe作负极；浸在浓作负极；浸在浓HNOHNO3 3中，中，CuCu作负极作负极(Fe(Fe发生钝化发生钝化) )。 课标课标理综理综201611,6分分MgAgCl电池是一种以海水为电电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e Mg2B正极反
10、应式为Ag+e AgC电池放电时，Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg2H2O Mg(OH)2H2 例3【解析】该原电池中，Mg作负极，发生反应：Mg2e Mg2，A正确；AgCl在正极放电，电极反应式为AgCle AgCl，B错误；Cl带有负电荷，电池放电时在电解质溶液中由正极向负极移动，C正确；Mg是活泼金属，能与水发生反应，故负极发生的副反应为Mg2H2O Mg(OH)2H2，D正确。B1.用用“三步法三步法”书写电极反应式书写电极反应式考法考法3原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写例例4 有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂作电极，在KOH溶液中构成原电池。电池的总反
11、应类似于CH4在O2中燃烧的反应，则正、负极的电极反应式分别为_。【解】CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4CO2，生成的CO2与KOH反应生成K2CO3，碳元素的化合价升高，失去电子，即CH4在负极上发生氧化反应，电极反应式为CH410OH-8e- CO32-+7H2O；O2在正极上发生还原反应，得到电子，电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-。O2+2H2O+4e- 4OH- CH410OH-8e- CO32-+7H2O(1)书写步骤书写步骤步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目向和数目(ne-)。步骤二：
12、找出正、负极，失电子的电极为负极；步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。确定溶液的酸碱性。步骤三：写电极反应式。步骤三：写电极反应式。 负极反应：还原剂负极反应：还原剂ne- = = 氧化产物氧化产物 正极反应：氧化剂正极反应：氧化剂ne -= = 还原产物还原产物考法考法3原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写2总反应式法书写电极反应式总反应式法书写电极反应式考法考法3原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写2总反应式法书写电极反应式总反应式法书写电极反应式(2)书写技巧书写技巧 若某电极反应式较难写时，可先写出较易写若某电极反应式较难写时，可先写出较易写的电
13、极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易写的电极反应式，即得较难写的电应式减去较易写的电极反应式，即得较难写的电极反应式。极反应式。例例5 CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式：CH3OCH3+3O2 2CO2+3H2O正极：3O2+12H+12e- 6H2O负极：CH3OCH3+3H2O-12e- 2CO212H+【注意】(1)溶液酸、碱性不同,O、H元素的存在形式不同：水溶液中不能出现O2-;非水溶液中可有独立的O2-;酸性溶液中,不能出现OH-;碱性溶液中,不能出现H+;中性溶液中,反应物不能出现H+和OH-,但产物可以出现
14、OH-或H+。(2)要注意“电极产物与电解质(即介质)是否反应”“负极产物与正极产物是否反应”。考法考法3原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写3.利用电极反应判断电解质溶液的利用电极反应判断电解质溶液的pH变化变化（1）若电极反应消耗）若电极反应消耗OH-(或或H+)，则电极周围电解质溶液的，则电极周围电解质溶液的pH减小（或增大）。减小（或增大）。（2）若电极反应生成）若电极反应生成OH-(或或H+)，则电极周围电解质溶液的，则电极周围电解质溶液的pH增大（或减小）。增大（或减小）。（3）若总反应的结果是消耗）若总反应的结果是消耗OH-（或（或H+)或生成或生成OH -（或（或H+)
15、，则电解质溶液的则电解质溶液的pH减小（或增大）或增大（或减小）。减小（或增大）或增大（或减小）。（4）若两极消耗等物质的量的）若两极消耗等物质的量的OH-和和H+，则电解质溶液的，则电解质溶液的pH变化规律随电解质溶液酸碱性的不同而不同。变化规律随电解质溶液酸碱性的不同而不同。考法考法4原电池原理的应用原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率一个自发的氧化还原反应，设计成原电池时，一个自发的氧化还原反应，设计成原电池时，反应速率会增大。反应速率会增大。2.用于比较金属的活动性强弱用于比较金属的活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，两种金属分别作原电池的两极时，一般情
16、况下作负极的一般情况下作负极的金属比作正极的金属活泼金属比作正极的金属活泼。(1)根据一个氧化还原反应的方程式，将根据一个氧化还原反应的方程式，将其拆分为氧化反应和其拆分为氧化反应和还原反应两个半反应。还原反应两个半反应。(2)根据原电池反应特点，结合两个半反应，选择合适的电极根据原电池反应特点，结合两个半反应，选择合适的电极材料和材料和电解质溶液设计原电池。电解质溶液设计原电池。考法考法4原电池原理的应用原电池原理的应用3.设计原电池设计原电池4.用于金属的防护用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。浙江选考化学浙江选考化学2017年年4月月17,2分银锌电池是一种常见化分银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：学电源，其反应原理：Zn+Ag2O+H2O = Zn(OH)2+2Ag。其工作示意图如下。下列说法不正确的是（其工作示意图如下。下列说法不正确的是（ ）A.Zn电极是负极B.Ag2O电极发生还原反应C.Zn电极的电极反应式：Zn2e+2OH= Zn(OH)2D.放电前后电解质溶液的pH保持不变例2【解析】已知电池的总反
