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1、化学能化学能 电能电能 活泼性不同活泼性不同 电解质电解质 闭合闭合 自发自发 Zn Zn2e=Zn2 氧化氧化 Cu 2H2e=H2 还原还原 负负 失去失去 外电路外电路 正正 得到得到 一次一次 二次二次 燃料燃料 输出电能输出电能 输出功率输出功率 储存时间储存时间 Zn Zn2OH2e=Zn(OH)2 MnO2 2MnO22H2O2e =2MnO(OH)2OH Zn2OH2e=Zn(OH)2 Ag2OH2O2e=2Ag2OH Pb Pb(s)SO42(aq)2e=PbSO4(s) PbO2 PbO2(s)4H(aq)SO42(aq)2e =PbSO4(s)2H2O(l) PbSO4(
2、s)2e=Pb(s)SO42(aq) PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq) SO42(aq) 燃料和氧化剂燃料和氧化剂 不参与氧化还原反应不参与氧化还原反应 催化转化元件催化转化元件 2H24e=4H O24H4e=2H2O 2H2O2=2H2O 2H24OH4e=4H2O O22H2O4e=4OH 2H2O2=2H2O C C C C 负极反应式：负极反应式：2CO2CO324e=4CO2；正极反应式：正极反应式：_；总反应式：总反应式：_。【解解析析】进进行行逆逆向向思思维维。先先写写出出难难度度较较小小的的总总反反应应式式，再再写写出出正正极极反反应应式式。由由
3、题题意意可可知知负负极极燃燃气气和和正正极极助助燃燃气气反反应应生生成成CO2，而而CO2又又不不与与Li2CO3和和Na2CO3的的熔熔融融盐盐混混合合物物反反应应，所所以以总总反反应应式式为为2COO2=2CO2，同同时时又又知知负负极极反反应应式式2CO2CO4e=4CO2，根根据加和性原则可得正极反应式。据加和性原则可得正极反应式。【答案答案】O22CO24e=2CO2COO2=2CO2 是否共存原则是否共存原则电电极极反反应应式式的的书书写写必必须须考考虑虑介介质质环环境境，物物质质得得失失电电子子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。后在不同的介质环境中所存在的形式不同。思思考考2
4、：燃燃料料电电池池能能量量转转化化率率高高，有有利利于于节节约约能能源源。分分别别写写出出甲甲烷烷燃燃料料电电池池在在不不同同的的介介质质环环境境中中的的电电极极反反应应式：式：(1)电解质溶液为电解质溶液为KOH溶液时；溶液时；(2)电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时。溶液时。【解解析析】CH4应应在在负负极极参参加加反反应应，O2应应在在正正极极参参加加反反应应。根根据据是是否否共共存存原原则则，碱碱性性溶溶液液中中CO2不不可可能能存存在在，也也不不可可能能有有H参参加加反反应应，故故负负极极反反应应式式：CH48e10OH=CO 7H2O，正正极极反反应应式式：2O24H2O8e
5、=8OH。若若电电解解质质溶溶液液换换成成酸酸性性溶溶液液，根根据据是是否否共共存存原原则则，不不可可能能有有OH参参加加或或生生成成，负负极极反反应应式式：CH48e2H2O=CO28H，正正极极反反应应式式：2O28e 8H=4H2O。【答案答案】(1)负极：负极：CH48e10OH=CO7H2O正极：正极：2O24H2O8e=8OH(2)负极：负极：CH48e2H2O=CO28H正极：正极：2O28e8H=4H2O加氧失氧原则加氧失氧原则.加氧时，就在反应物中加加氧时，就在反应物中加H2O或或OHa在中性或碱性溶液中加在中性或碱性溶液中加OH如纽扣电池以如纽扣电池以KOH溶液为电解质溶液
6、，其总反应式：溶液为电解质溶液，其总反应式：ZnAg2O=2AgZnO，根根据据加加氧氧原原则则，负负极极反反应应式：式：Zn2e2OH=ZnOH2Ob在酸性溶液中加在酸性溶液中加H2O如如铅铅蓄蓄电电池池以以硫硫酸酸为为电电解解质质溶溶液液，其其充充电电时时，总总反反应应式式为为：2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4，其其阳阳极极反反应式：应式：PbSO42H2O2e=PbO2 SO 4H.失氧时应在反应物中加失氧时应在反应物中加H2O或或Ha在中性或碱性溶液中加在中性或碱性溶液中加H2O如纽扣电池如纽扣电池(碱性碱性)正极反应式：正极反应式：Ag2O2eH2O=2Ag2OHb在酸性
7、溶液中加在酸性溶液中加H如如铅铅蓄蓄电电池池在在放放电电时时的的总总电电极极反反应应式式：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，其其正正极极反反应应式式：PbO2 2eSO 4H=PbSO42H2O中性吸氧反应生碱原则中性吸氧反应生碱原则在在中中性性电电解解质质溶溶液液环环境境中中，通通过过金金属属吸吸氧氧所所建建立立起起来来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。的原电池反应，其反应的最后产物是碱。思思考考3：1991年年，我我国国首首创创以以铝铝、空空气气、海海水水组组成成的的新新型型电电池池，用用作作航航海海标标志志灯灯，这这种种海海水水电电池池的的能能量量比比“干干电电池池”高高
8、2050 倍倍，试试写写出出该该电电池池正正负负极极的电极反应式。的电极反应式。【答案答案】负极：负极：4Al12e=4Al3正极：正极：3O26H2O12e=12OH 【解析解析】此原电池是在海水这个中性环境中通过铝吸氧此原电池是在海水这个中性环境中通过铝吸氧而建立起来的，其负极反应式：而建立起来的，其负极反应式：4Al12e=4Al3，正极反应式：正极反应式：3O26H2O12e=12OH，除此之外，除此之外，如锌电池、铁的吸氧腐蚀等都符合这个原则。如锌电池、铁的吸氧腐蚀等都符合这个原则。自发性原则自发性原则如如果果以以较较活活泼泼金金属属(金金属属活活动动性性顺顺序序表表Pt 以以前前)
9、作作原原电电池池的的电电极极材材料料，一一般般以以能能自自发发的的与与电电解解质质溶溶液液反反应应的的电电极极材材料料作作负负极极，如如果果正正、负负极极都都能能与与电电解解质质溶液反应，则较活泼的电极材料作负极。溶液反应，则较活泼的电极材料作负极。【解解析析】(1)电电解解质质溶溶液液为为稀稀硫硫酸酸时时，Mg、Al都都能能与与稀稀硫硫酸酸反反应应，但但Mg比比Al活活泼泼，所所以以Mg作作负负极极，Al作作正正极极，故电极反应式为：负极：故电极反应式为：负极：Mg2e=Mg2，正极：正极：2H2e=H2。(2)电电解解质质溶溶液液换换为为NaOH溶溶液液时时，Mg不不能能与与NaOH溶溶液
10、液自自发发的的进进行行反反应应，而而Al是是两两性性金金属属，能能与与NaOH溶溶液液反反应应，所所以以该该原原电电池池装装置置中中，Al作作负负极极，Mg作作正正极极，再再结结合合是是否否共共存存原原则则，相相应应的的电电极极反反应应式式：负负极极：Al4OH3e=AlO2 2H2O，正正极极：2H2O2e=H22OH。【答案答案】(1)负极：负极：Mg2e=Mg2正极：正极：2H2e=H2(2)负极：负极：2Al8OH6e=2 AlO2 4H2O正极：正极：6H2O6e=3H26OH(2)书写技巧书写技巧列列物物质质、标标得得失失；选选离离子子、配配电电荷荷；配配个个数数、巧用水；巧用水；
11、两式加、验总式。两式加、验总式。强调：负极：还原剂强调：负极：还原剂ne=氧化产物氧化产物正极：氧化剂正极：氧化剂ne=还原产物还原产物电电解解质质溶溶液液中中的的离离子子(如如H、OH)和和水水等等，如如氧氧化化(或或还还原原)产产物物能能与与之之发发生生反反应应，则则其其一一般般书书写写在在电电池池反应式中。反应式中。3复杂电极反应式的书写方法复杂电极反应式的书写方法(1)首先确定总反应。首先确定总反应。(2)根据化学反应确定原电池的正、负极。根据化学反应确定原电池的正、负极。(3)由由反反应应物物和和生生成成物物结结合合电电解解质质溶溶液液写写出出负负极极的的电电极极反反应应式式，如如4
12、价价的的C在在酸酸性性溶溶液液中中以以CO2形形式式存存在在，在碱性溶液中以在碱性溶液中以CO形式存在。形式存在。【例例1】(2013全全国国)银银质质器器皿皿日日久久表表面面会会逐逐渐渐变变黑黑，这这是是生生成成了了Ag2S的的缘缘故故。根根据据电电化化学学原原理理可可进进行行如如下下处处理理：在在铝铝质质容容器器中中加加入入食食盐盐溶溶液液，再再将将变变黑黑的的银银器器浸浸入入该该溶溶液液中中，一一段段时时间间后后发发现现黑黑色色会会褪褪去去，下下列列说说法正确的是法正确的是()A处理过程中银器一直保持恒重处理过程中银器一直保持恒重B银器为正极，银器为正极，Ag2S被还原生成单质银被还原生
13、成单质银C该过程中总反应为该过程中总反应为2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色转化为白色AgClB【解解析析】本本题题考考查查原原电电池池原原理理及及其其应应用用。根根据据题题意意可可知知Al为为负负极极，银银器器为为正正极极，负负极极发发生生反反应应：2Al6e=2Al3，正正极极发发生生反反应应：3Ag2S6e=6Ag3S2， 溶溶 液液 中中 发发 生生 反反 应应 ： 2Al3 3S26H2O=2Al(OH)33H2S，总总反反应应为为2Al3Ag2S6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S，由由此此可可知知，处处理理过过程程中
14、中银银器器的的质质量量减减小小，Ag2S被被还还原原为为单单质质银银，黑黑色褪去，故色褪去，故B项正确。项正确。B 【解析解析】丁烷在负极发生氧化反应，因该类电池的电丁烷在负极发生氧化反应，因该类电池的电解质是高温下能传导解质是高温下能传导O2的固体电解质，故丁烷燃料的固体电解质，故丁烷燃料电池负极反应式为电池负极反应式为2C4H1026O252e=8CO210H2O，A、D项均正确；项均正确；B项未说明标准状况下，错项未说明标准状况下，错误；原电池放电时阴离子向负极移动，阳离子向正极误；原电池放电时阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，移动，C项正确。项正确。二、原电池原理的应用二、原电池原理
15、的应用1加快化学反应速率加快化学反应速率理理论论上上，氧氧化化还还原原反反应应均均可可设设计计成成原原电电池池，因因有有电电流流产产生生，加加快快了了电电子子的的转转移移，从从而而加加快快了了化化学学反反应应速速率率。如如：实实验验室室利利用用Zn与与稀稀H2SO4反反应应制制取取H2时时，稀稀H2SO4中滴入几滴中滴入几滴CuSO4溶液，从而加快了溶液，从而加快了H2的逸出。的逸出。2比较金属的活泼性比较金属的活泼性 根根据据溶溶解解(或或质质量量减减轻轻)的的为为负负极极，质质量量增增加加(或或产产生生气气泡泡)的的为为正正极极，结结合合负负极极活活泼泼性性正正极极活活泼泼性性，便便可作出
16、结论。可作出结论。3用于金属的防护用于金属的防护 使使被被保保护护的的金金属属制制品品作作原原电电池池正正极极而而得得到到保保护护。例例如如，要要保保护护一一个个铁铁质质的的输输水水管管道道或或钢钢铁铁桥桥梁梁等等，可可用用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。4设计制作化学电源设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；(2)根根据据原原电电池池的的电电极极反反应应特特点点，结结合合两两个个
17、半半反反应应找找出出正、负极材料及电解质溶液。正、负极材料及电解质溶液。电极材料的选择电极材料的选择在在原原电电池池中中，选选择择还还原原性性较较强强的的物物质质作作为为负负极极，并并且且原原电电池池的的电电极极必必须须导导电电，电电池池中中的的负负极极必必须须能能够够与与电电解质溶液反应。解质溶液反应。电解质溶液的选择电解质溶液的选择电电解解质质溶溶液液一一般般要要能能够够与与负负极极发发生生反反应应，或或者者电电解解质质溶溶液液中中溶溶解解的的其其他他物物质质(如如空空气气中中的的氧氧气气)能能与与负负极极发发生生反反应应。但但如如果果两两个个半半反反应应分分别别在在两两个个容容器器中中进
18、进行行(中中间间连连接接盐盐桥桥)，则则左左右右两两个个容容器器中中的的电电解解质质溶溶液液应应选选择择含含有有与与电电极极材材料料相相同同的的阳阳离离子子。如如在在铜铜锌锌硫硫酸酸构构成成的的原原电电池池中中，负负极极金金属属锌锌浸浸泡泡在在含含有有Zn2的的电电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2的溶液中。的溶液中。【例例2】四四种种金金属属片片两两两两相相连连浸浸入入稀稀硫硫酸酸中中都都可可组组成成原原电电池池，相相连连时时，外外电电路路电电流流从从流流向向；相相连连时时，为为正正极极，相相连连时时，有有气气泡泡逸逸出出；相相连连时时，的的质质量量减减小小，
19、据据此此判判断断这这四四种种金属的活动性由大到小的顺序是金属的活动性由大到小的顺序是()ABCD B【解解析析】利利用用原原电电池池的的形形成成和和工工作作原原理理解解决决问问题题。在在外外电电路路中中，电电流流从从正正极极流流向向负负极极，则则作作原原电电池池的的负负极极，作作正正极极，故故金金属属的的活活动动性性：；活活动动性性相相对对较较差差的的金金属属作作原原电电池池的的正正极极，故故金金属属的的活活动动性性：；有有气气泡泡产产生生的的电电极极发发生生的的反反应应为为2H2e=H2，为为原原电电池池的的正正极极，故故金金属属的的活活动动性性：；质质量量减减小小的的电电极极发发生生氧氧化
20、化反反应应生生成成金金属属离离子子而而溶溶解解，为为负负极极，故故金金属属的的活活动动性性：，由由此此可可得得金金属的活动性：属的活动性：。【练练2】将将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下的如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下的氧气含量比边缘少。下列说法正确的是氧气含量比边缘少。下列说法正确的是() A液滴中的液滴中的Cl由由a区向区向b区迁移区迁移
21、B液液滴滴边边缘缘是是正正极极区区，发发生生的的电电极极反反应应为为：O22H2O4e=4OHC液液滴滴下下的的Fe因因发发生生还还原原反反应应而而被被腐腐蚀蚀，生生成成的的Fe2由由a区区向向b区区迁迁移移，与与b区区的的OH形形成成Fe(OH)2，进进一一步被氧化、脱水形成铁锈步被氧化、脱水形成铁锈D若若改改用用嵌嵌有有一一铜铜螺螺丝丝钉钉的的铁铁板板，在在铜铜铁铁接接触触处处滴滴加加NaCl溶溶液液，则则负负极极发发生生的的电电极极反反应应为为Cu2e=Cu2【解解析析】液液滴滴边边缘缘，O2含含量量多多，为为正正极极，发发生生反反应应：O22H2O4e=4OH。液液滴滴下下的的Fe为为负负极极，发发生生反反应应：Fe2e=Fe2，为腐蚀区，为腐蚀区(a)。A错误。错误。Cl由由b区向区向a区迁移区迁移B正确。正确。C错误。液滴下的错误。液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀。因发生氧化反应而被腐蚀。D错错误误。Cu比比Fe更更稳稳定定，作作正正极极，反反应应为为O22H2O4e=4OH。 C C D A B B
