原電池原理及其應(yīng)用

1、高三一輪復(fù)習(xí)高三一輪復(fù)習(xí) 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原電池原理及其應(yīng)用原電池原理及其應(yīng)用 1. 理解原電池的工作原理；掌握原電池的形成條件；理解原電池的工作原理；掌握原電池的形成條件； 2.能夠正確地判斷原電池的兩極，能夠正確地書寫電極反能夠正確地判斷原電池的兩極，能夠正確地書寫電極反 應(yīng)及總反應(yīng)應(yīng)及總反應(yīng); 3.了解常見化學(xué)電源的種類及特點，能夠認識和書寫幾種了解常見化學(xué)電源的種類及特點，能夠認識和書寫幾種 新型電池的電極及電極反應(yīng)。新型電池的電極及電極反應(yīng)?？季V要求考綱要求 、原電池的構(gòu)成及工作原理、原電池的構(gòu)成及工作原理例例1、下列裝置中能構(gòu)成原電池的是：、下列裝置中能構(gòu)成原電

2、池的是：_。C Cu H2SO4Fe Cu 酒精酒精Fe C NaClZn Cu CuSO4稀稀H2SO4稀稀H2SO4ABCDEFCDF【小結(jié)】原電池的構(gòu)成條件：【小結(jié)】原電池的構(gòu)成條件：（3）形成閉合回路形成閉合回路；- 兩電極用導(dǎo)線連接兩電極用導(dǎo)線連接，或接觸或接觸。 （4）能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。（2）有電解質(zhì)溶液有電解質(zhì)溶液：（1）兩導(dǎo)體作電極兩導(dǎo)體作電極： 活動性不同的金屬或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體石墨?；顒有圆煌慕饘倩蛞环N金屬和一種非金屬導(dǎo)體石墨。 兩不活潑的導(dǎo)體石墨或兩不活潑的導(dǎo)體石墨或Pt等。（燃料電池電極）等。（燃料電池電極）【例【例2】以以Cu

3、ZnH2SO4原電池為例，原電池為例，在圖上標注出電子的在圖上標注出電子的移動方向和溶液中離子的移動方向，并寫出電極反應(yīng)式和電移動方向和溶液中離子的移動方向，并寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)。池反應(yīng)。 鋅鋅(負極負極)： (鋅極溶解）鋅極溶解） 銅銅(正極正極)： （銅板上有氣泡）（銅板上有氣泡）總反應(yīng)方程式總反應(yīng)方程式： 。 此原電池工作一段時間后，溶液的此原電池工作一段時間后，溶液的pH將將 。CuZn硫酸硫酸AeeZn + 2H+ = Zn2+ + H2Zn 2e- = Zn2+2H+ + 2e- = H2增大增大稀硫酸稀硫酸CuZnA氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e- =Zn2+2H+2e - =

4、H2還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽離子陽離子陰離子陰離子e-，沿導(dǎo)線傳遞，沿導(dǎo)線傳遞【小結(jié)】【小結(jié)】原電池的工作原理：原電池的工作原理：負極負極正極正極【例【例3】 某原電池某原電池, 將兩金屬將兩金屬X、Y用導(dǎo)線連接用導(dǎo)線連接, 同時插入相應(yīng)同時插入相應(yīng)的電解質(zhì)溶液中，發(fā)現(xiàn)的電解質(zhì)溶液中，發(fā)現(xiàn)Y電極質(zhì)量增加，則可能是下列情況電極質(zhì)量增加，則可能是下列情況中的中的( )A.X是負極是負極, 電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液溶液 B. B. X是負極是負極, 電解質(zhì)溶液為稀電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液溶液C. X是正極是正極, 電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液溶液 D. X是正極是正極, 電解質(zhì)

5、溶液為稀電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液溶液A二、原電池電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫二、原電池電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫【例【例4】（09海南卷海南卷15）Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。請回。請回答下列問題：答下列問題：(1)電池的負極材料為電池的負極材料為 ，發(fā)生的電極反應(yīng)為發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；(3)組裝該電池

6、必須在無水、無氧的條件下進行，原因組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是是 。鋰鋰 2SOCl24e=4ClSSO2 Li2e=Li 鋰是活潑金屬，易與鋰是活潑金屬，易與H2O、O2反應(yīng)；反應(yīng)；SOCl2也可與水反應(yīng)也可與水反應(yīng) （1）根據(jù)兩極材料判斷：）根據(jù)兩極材料判斷： （2）根據(jù)原電池兩極發(fā)生的反應(yīng)來判斷：）根據(jù)原電池兩極發(fā)生的反應(yīng)來判斷： （3）根據(jù)電子或電流的方向判斷：）根據(jù)電子或電流的方向判斷： （4）根據(jù)電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷：）根據(jù)電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷： （5）根據(jù)兩極發(fā)生的現(xiàn)象判斷：）根據(jù)兩極發(fā)生的現(xiàn)象判斷： 小結(jié)小結(jié) 原電池正負極判斷方法：原電池正

7、負極判斷方法：一般活潑的為負極一般活潑的為負極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)負極；還原反應(yīng)負極；還原反應(yīng)正極正極電子：負電子：負 正；電流：正正；電流：正 負負陽離子：負陽離子：負 正；陰離子：正正；陰離子：正 負負三、原電池的應(yīng)用三、原電池的應(yīng)用 （07年山東理綜年山東理綜29）鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如）鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化可用作催化 劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。（1）寫出）寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式 。 （2）若將（）若將（1）中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，）中的

8、反應(yīng)設(shè)計成原電池，請畫出原電池的裝置圖， 標出正、負極，并寫出電極反應(yīng)式。標出正、負極，并寫出電極反應(yīng)式。. 正極反應(yīng)正極反應(yīng)： 。 負極反應(yīng)負極反應(yīng)： 。 （一）設(shè)計原電池（一）設(shè)計原電池.2Fe3Cu2Fe2Cu2 2Fe32e2Fe2 Cu2eCu2 鹽橋鹽橋CuC CuCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液 G 理論上能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。理論上能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。1、確定兩極反應(yīng)：、確定兩極反應(yīng)： 將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，分別做原電將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，分別做原電池的負極和正極。池的負極和正極。

9、2、確定電極材料：、確定電極材料： 如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接做負極，如為氣如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接做負極，如為氣體或溶液中的還原性離子可用惰性電極做負極；體或溶液中的還原性離子可用惰性電極做負極； 發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料必須不如負極材料活潑。發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料必須不如負極材料活潑。3、確定電解質(zhì)溶液：、確定電解質(zhì)溶液： 一般選用反應(yīng)物中的電解質(zhì)溶液一般選用反應(yīng)物中的電解質(zhì)溶液4、構(gòu)成閉合回路。、構(gòu)成閉合回路?！拘〗Y(jié)】設(shè)計原電池【小結(jié)】設(shè)計原電池（二）比較金屬的活潑性（二）比較金屬的活潑性2.有有A、B、C、D四種金屬，將四種金屬，將A與與B用導(dǎo)線

10、連接起來，浸入用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕，將不易腐蝕，將A、D分別投入等物質(zhì)的量分別投入等物質(zhì)的量濃度鹽酸中，濃度鹽酸中，D比比A反應(yīng)劇烈，將銅浸入反應(yīng)劇烈，將銅浸入B的鹽溶液中，無的鹽溶液中，無明顯變化，如果把銅浸入明顯變化，如果把銅浸入C的鹽溶液中，有金屬的鹽溶液中，有金屬C析出，據(jù)析出，據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是此判斷它們的活動性由強到弱的順序是 。兩種金屬分別做原電池的兩極時，一般做負極的金屬比做正極的金兩種金屬分別做原電池的兩極時，一般做負極的金屬比做正極的金屬活潑性強屬活潑性強DABC（三）改變化學(xué)反應(yīng)速率（三）改變化學(xué)反應(yīng)速率3.( (0

11、9山東卷山東卷) )Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液?；旌先芤?。（1）該電池的負極材料是）該電池的負極材料是。電池工作時，電子流向。電池工作時，電子流向（填（填“正極正極”或或“負極負極”）。）。（2）若）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+，會加速某電極的腐蝕，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是其主要原因是 , ,除去除去Cu2+，最好選用下列試劑中的，最好選用下列試劑中的 （填代號）。（填代號）。a.NaOH b.Znc.Fe d.NH3H2O(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電

12、解酸化的的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰溶液。陰極的電極反應(yīng)式是極的電極反應(yīng)式是 。若電解電路中通過。若電解電路中通過2mol電電子，子，MnO2的理論產(chǎn)量為的理論產(chǎn)量為 。Zn 正極正極 鋅與還原出來的鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕 b2H+2e-=H2 87g （四）金屬的防腐（四）金屬的防腐4.4.（09上海卷上海卷13）右圖裝置中，）右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是（下列有關(guān)描述錯誤的是（ ）A生鐵塊中的碳是原電池的正極生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋呒t墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe-2eFe-2e- - =Fe =Fe2+2+Da試管中發(fā)生了吸氧