高考化學(xué)：原電池及其應(yīng)用

學(xué)霸推薦電化學(xué)第1課時原電池及其應(yīng)用優(yōu)秀同齡人的陪伴

讓你的青春少走彎路電化學(xué)的知識點特點一、【點少且較易上手】知識點不多，抽象性不大氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)的綜合應(yīng)用，有基礎(chǔ)鋪墊二、【模塊分明但相通性高】兩個核心板塊區(qū)分度高但相通性90%以上三、【題型固定但內(nèi)容新穎，方法是關(guān)鍵】題型固定，喜歡出陌生電化學(xué)方程式，方法是關(guān)鍵Fe

2HCl

FeCl

H

225MnO

+

2Ag

+

2NaCl

=

Na

Mn

O

+

2AgCl22510LiMO

Li

C

LiC

Li

MO21

x661

x2電化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)回顧1、氧化還原反應(yīng)知識點氧化劑，具有氧化性，得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，生成還原產(chǎn)物還原劑，具有還原性，失電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移電子數(shù)的判斷：等于方程式中所有化合價升高的元素的價態(tài)變化之和，或者等于所有化合價降低的元素的價態(tài)變化之和?。?！2、離子反應(yīng)中不可拆成離子的物質(zhì)①單質(zhì)（Fe、C）②氧化物（CO

、CuO）2③氣體（O

、NH

）、23④難溶物（BaSO

、CaCO

）43⑤弱電解質(zhì)（弱酸、弱堿、H

O）、2⑥微溶物（懸濁液不可拆：石灰乳；澄清溶液可拆：澄清石灰水）PA

RT

1構(gòu)建原電池知識網(wǎng)絡(luò)幫你快速了解本節(jié)課主題，清楚注意事項，對學(xué)習(xí)收獲了然于心DREAMOFTHEFUTURE原電池知識網(wǎng)絡(luò)圖：構(gòu)成條件反應(yīng)原理Zn

H

SO

ZnSO

H

~

2e

2442內(nèi)電路陰陽離子走向簡記方法：正電找正極，負電找負極反應(yīng)原理活潑金屬作負極（Zn，Mg作負極）較不活潑金屬作負極（Al，Cu作負極）Tips：負極材料的判斷：兩個電極都能和電解質(zhì)反應(yīng)，則活潑金屬作負極；只有一個能反應(yīng)，則該金屬作負極，特例：Mg—Al—NaOH，F(xiàn)e（Al）—Cu—濃硝酸電極方程式書寫例子Zn

H

SO

ZnSO

H

總方程式：2442離子方程式：Zn

2H

Zn2

H2

負極方程式：

Zn

2e

Zn2正極方程式：

2H

2e

H2遵循原則：①化合價升降守恒②電荷守恒③原子守恒電極方程式書寫三步曲：①先明確總方程式中哪些物質(zhì)可拆成保留下來的離子形式。②找出反應(yīng)物和生成物中化合價升降的元素及對應(yīng)的轉(zhuǎn)移電子數(shù)，書寫電極方程式雛形：x反應(yīng)物

±ye－

=z生成物注意：x、y、z三個系數(shù)一定要匹配，非常關(guān)鍵！?。、鄹鶕?jù)②中的式子判斷等號兩邊的電荷情況，同時結(jié)合電解質(zhì)可提供的微粒情況，先用電荷守恒配平帶電介質(zhì)，再用原子守恒配平不帶電介質(zhì)（H2O系數(shù)最后配）。轉(zhuǎn)移電子數(shù)判斷技巧：Tips：電解質(zhì)可提供微粒介質(zhì)：1、只找化合價升高或降低的元素，并且等于相應(yīng)變化的價態(tài)總和！??！2、找自己熟悉的物質(zhì)?。。、偎崛芤海篐

、H

O+2②堿溶液：OH

、H

O－2③熔融氧化物：O2－5MnO

+

2Ag

+

2NaCl

=

Na

Mn

O

+

2AgCl22510電極方程式書寫Tips：電解質(zhì)可提供微粒介質(zhì)：①酸溶液：H

、H

O三步曲環(huán)環(huán)相扣，因此每一步都要細心，不然后面的工作都是徒勞無功，前面的工作基本都要推倒重建！?。?2②堿溶液：OH

、H

O－2③熔融氧化物：O2－例題Mg—Al—NaOH溶液構(gòu)成的原電池裝置，總反應(yīng)方程式如下，請寫出正負極電極方程式。2Al

2NaOH

2H

O

2NaAlO

3H

總方程式：222負極：正極：Mg—Al—NaOH溶液構(gòu)成的原電池裝置，總反應(yīng)方程式如下，請寫出正負極電極方程式。例題總方程式：

2Al

2NaOH

2H

O

2NaAlO

3H222

答案：負極：

2Al

6e

8OH

2AlO

4H

O22正極：6H2O

6e

3H2

6OH

解析：三步曲走①先判斷總方程式里哪些物質(zhì)可拆成離子的形式，這里只有NaOH和NaAlO

可拆，并2保留OH

和AlO

。－－2②判斷總方程式中化合價升降的元素以及轉(zhuǎn)移的電子個數(shù)，在這里只有Al升高，水中的H降低，整個式子共轉(zhuǎn)移6個電子，寫出正負極方程式雛形，

即負極：

2Al

6e

2AlO，正極：

H

O

6e

3H222③判斷等號兩邊電荷情況，負極左邊是6個正電荷，右邊是2個負電荷，正極左邊是6個負電荷，右邊沒有電荷；此時結(jié)合電解質(zhì)可提供OH

和H

O這兩種介質(zhì)，先用電荷守－2恒配平OH

，再用原子守恒配平H

O。－2項目溫度變化情況能量變化情況Zn片反應(yīng)Cu片反應(yīng)總反應(yīng)圖Ⅰ圖Ⅱ溶液溫度升高溶液溫度不變化學(xué)能→電能化學(xué)能→電能、熱能Zn－2e－=Zn2+Cu

+2e

=Cu2+－Zn+Cu

=Zn

+Cu2+2+特點效率低效率高，電流穩(wěn)定且持續(xù)時間較長1、連接內(nèi)電路構(gòu)成閉合回路2、平衡電荷（鹽橋內(nèi)陰陽離子移動方向：正電找正極，負電找負極）3、鹽橋中瓊脂內(nèi)的電解質(zhì)溶液不能與兩側(cè)的電解質(zhì)溶液反應(yīng)鹽橋作用及選擇要求化學(xué)電源分類化學(xué)電源分類干電池（一次電池）：普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、銀鋅電池①普通鋅錳電池：Zn作負極、石墨作正極、NH

Cl和ZnCl

作電解質(zhì)42總反應(yīng)：負極：Zn

2MnO

2NH

Cl

ZnCl

2MnOOH

2NH2423

2

Z

n

2

e

Z

n正極：

42MnO

2e

2NH

2MnOOH

2NH23②堿性鋅錳電池：Zn作負極、MnO2作正極、KOH或NaOH作電解質(zhì)總反應(yīng)：

Zn

2MnO

2H

O

2MnOOH

Zn(OH)222負極：

Zn

2e

2OH

Zn(OH)2正極：

2MnO

2e

2H

O

2MnOOH

2OH22③銀鋅電池：Zn作負極、Ag2O作正極、KOH或NaOH作電解質(zhì)總反應(yīng)：Zn

Ag

O

H

O

2Ag

Zn(OH

)222負極：

Zn

2e

2OH

Zn(OH)2

正極：

Ag

O

2e

H

O

2Ag

2OH22化學(xué)電源分類充電電池（二次電池）：鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池①鉛蓄電池：Pb作負極、PbO

作正極、H

SO

作電解質(zhì)224總反應(yīng)：負極：Pb

PbO

2H

SO

2PbSO

2H

O22442

2

4

P

b

2

e

S

OP

b

S

O4正極：

PbO

2e

SO

4H

PbSO

2H

O224

4

2②鎳鎘電池：Cd作負極、NiOOH作正極、KOH或NaOH作電解質(zhì)總反應(yīng)：

Cd

2NiOOH

2H

O

Cd(OH)

2Ni(OH)222負極：

Cd

2e正極：

2OH

Cd(OH)2

2

2NiOOH

2e

2H

O

2Ni(OH)

2OH2化學(xué)電源分類燃料電池：特點：①化學(xué)能→電能，無燃燒過程

②產(chǎn)物綠色無污染

③高效Tips：1、燃料作負極，氧氣作正極，總方程式轉(zhuǎn)移電子數(shù)等于氧氣分子數(shù)的4倍2、產(chǎn)物判斷：C→CO

（酸），CO

（堿），HCO

（碳酸鹽溶液）2－－233氫氧燃料電池總反應(yīng)2H

O

2H

O222酸性溶液堿性溶液中性溶液負極：2H

4e

4H

正極：

O

4e

4H

2H

O222負極：2H

4e

4OH正極：

4H2OO2

4e

2H2O

4OH

2負極：

2H

4e

4H

正極：

O

4e

2H

O

4OH222熔融金屬氧化物

負極：2H

4e

2O

正極：O

4e

2O2

2

2H2O22化學(xué)電源分類甲烷燃料電池

總反應(yīng)：

CH

2O

CO

2H

O4222酸性溶液堿性溶液負極：

CH4

8e

2H

O

CO

8H

正極：

2O2

8e

8H

4H2O

22

23

3H2O總反應(yīng)：

CH

2O

2OH

CO42負極：

正極：正極：正極：

CH

8e

10OH

CO237H2O2O

8e

4H

O

8OH42

2總反應(yīng)：

2

3

2HCO

H

OCH

2O

CO4232Na

CO

溶液23負極：

2

3

3

3

2

3

4H2OCH

8e

9CO3H

O

10HCO2O

8e

8HCO

8CO422

總反應(yīng)：

CH

2O

CO

2H

O4222熔融Na2CO3

2

5CO

2H

O2

22O2

8e

4CO2

4CO2

負極：CH

8e

4CO433技巧總結(jié)1、電子移動電子移動方向為：負極→導(dǎo)線→正極，電子不可通過電解質(zhì)，只要通過電解質(zhì)一律錯誤2、陰陽離子移動陰陽離子移動方向：陽離子→正極，陰離子→負極（簡記：正電找正極，負電找負極）3、電極方程式書寫判斷大方向先判斷反應(yīng)物、生成物、得失電子、介質(zhì)正誤，4者均正確式子才可能正確；后再判斷系數(shù)正誤轉(zhuǎn)移電子數(shù)判斷：只找升高或降低的元素價態(tài)變化之和，且找熟悉的物質(zhì)判斷（金屬單質(zhì)只升高，氧氣只降低）4、兩極及溶液整體pH變化兩極：看電極方程式，若消耗H

或產(chǎn)生OH

，則pH升高；若消耗OH

或產(chǎn)生H

，則pH降低+－－+溶液整體：結(jié)合電解質(zhì)酸堿性和總反應(yīng)方程式判斷例如：CH4-NaOH燃料電池負極：

2

3

，pH降低

正極：7H2O

，pH升高CH

8e

10OH

CO2O

8e

4H

O

8OH422總反應(yīng)：3H2O，pH降低CH

2O

2OH

CO

2

342原電池知識網(wǎng)絡(luò)圖：課堂練習(xí)11、根據(jù)給出的電池總反應(yīng)方程式，寫出對應(yīng)的電極方程式：①堿性鋅錳干電池的總反應(yīng)：2MnO

+Zn+2H

O═2MnO（OH）+Zn（OH）222負極：????????????????正極：?????????????????②研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種水電池，能利用淡水與海水之間的含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)式為：5MnO

+2Ag+2NaCl=Na

Mn

O

+2AgCl22510負極：????????????????正極：答案解析1①堿性鋅錳干電池的總反應(yīng)：2MnO

+Zn+2H

O═2MnO（OH）+Zn（OH）222負極：????????????????正極：?????????????????答案：負極：Zn－2e

+2OH

=Zn（OH）

，正極：2MnO

+2e

+2H

O=2MnOOH+2OH－－－－222解析：該原電池中Zn的化合價升高，Mn的化合價降低，整個式子共轉(zhuǎn)移2個電子，故Zn作負極、MnO

作正極，負極上失電子，正極上得電子，先寫出雛形電極方程：負極：Zn－2e

=Zn（OH）

，－22正極：2MnO

+2e

=2MnOOH。－2再結(jié)合電解質(zhì)微粒情況，根據(jù)電荷守恒及原子守恒，先配平帶電介質(zhì)，再配平中性介質(zhì)，可得負極：Zn－2e

+2OH

=Zn（OH）

，正極：2MnO

+2e

+2H

O=2MnOOH+2OH－－－－222②研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種水電池，能利用淡水與海水之間的含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)式為：5MnO

+2Ag+2NaCl=Na

Mn

O

+2AgCl22510負極：????????????????正極：答案：負極：2Ag－2e

+2Cl

=2AgCl，正極：5MnO

+2e

=Mn

O－－－2－1025解析：該原電池中Ag的化合價升高，Mn的化合價降低，整個式子共轉(zhuǎn)移2個電子，故Ag作負極、MnO

作正極，負極上失電子，正極上得電子，先寫出雛形電極方程：負極：2Ag－2e

=2AgCl，－2正極：5MnO

+2e

=Mn

O

。－2－2510再結(jié)合電解質(zhì)微粒情況，根據(jù)電荷守恒及原子守恒，先配平帶電介質(zhì)，再配平中性介質(zhì)，可得負極：2Ag－2e

+2Cl

=2AgCl，正極：5MnO

+2e

=Mn

O－－－2－2510課堂練習(xí)22、以海水為電解質(zhì)的Mg﹣AgCl電池在軍事上可用作電動魚雷的電源，其電池反應(yīng)的離子方程式為：2AgCl+Mg═Mg

+2Ag+2Cl

。該電池工作時，下列說法正確的是2+－（??）A．海水中的NaCl被氧化B．Mg電極發(fā)生還原反應(yīng)C．電流由Mg經(jīng)外電路流向AgClD．正極反應(yīng)為AgCl+e－═Ag+Cl－答案解析22、以海水為電解質(zhì)的Mg﹣AgCl電池在軍事上可用作電動魚雷的電源，其電池反應(yīng)的離子方程式為：2AgCl+Mg═Mg

+2Ag+2Cl

．該電池工作時，下列說法正確的是（??）2+－A．海水中的NaCl被氧化B．Mg電極發(fā)生還原反應(yīng)C．電流由Mg經(jīng)外電路流向AgClD．正極反應(yīng)為AgCl+e－═Ag+Cl－【分析】該原電池中Mg失電子作負極、AgCl得電子作正極，負極反應(yīng)式為Mg－2e

＝Mg

，－2+正極反應(yīng)式為2AgCl+2e

═2Cl

+2Ag。－－【解答】A、鎂被氧化，故A錯誤；B、Mg電極發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；C、電子由Mg經(jīng)外電路流向AgCl，故C錯誤；D、正極是氯化銀中的+1價的銀發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為AgCl+e

═Ag+Cl

，故D正確；－－故選：D課堂練習(xí)33、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因此得到廣泛應(yīng)用．鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)式為：Zn+2MnO

+2H

O＝2MnOOH+Zn（OH）

，222下列說法錯誤的是（??）A．電池工作時，鋅失去電子B．電池負極反應(yīng)為Zn－2e

+2OH

＝Zn（OH）－－2C．電池工作時，電流由負極通過外電路流向正極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g答案解析33、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因此得到廣泛應(yīng)用．鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)式為：Zn+2MnO

+2H

O＝2MnOOH+Zn（OH）

下列說法錯誤的是（??）222A．電池工作時，鋅失去電子B．電池負極反應(yīng)為Zn－2e

+2OH

＝Zn（OH）－－2C．電池工作時，電流由負極通過外電路流向正極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g【解答】A、原電池中失電子的一極為負極，Zn轉(zhuǎn)化為Zn（OH）2，化合價升高失電子，做負極，故A正確；B、負極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負極的電極反應(yīng)式為：Zn－2e

+2OH

＝Zn（OH）

，故B正確；－－2C、電池工作時，電子由負極流向正極，電流由正極通過外電路流向負極，故C錯誤；D、由Zn+2MnO

+2H

O＝2MnOOH+Zn（OH）

可知，65gZn反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為2mol，則6.5gZn反222應(yīng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子，故D正確。故選：C課堂練習(xí)44、高效能電池的研發(fā)制約電動汽車的推廣。有一種新型的燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，其總反應(yīng)式為：2C

H

+7O

+8KOH═4K

CO

+10H

O，有關(guān)此電池的推斷正確的是（??）2

62232A．負極反應(yīng)為：14H

O+7O

+28e

═28OH－－22B．放電過程中KOH的物質(zhì)的量濃度不變C．每消耗1molC2H6，則電路上轉(zhuǎn)移的電子為14molD．放電一段時間后，負極周圍的pH升高答案解析44、高效能電池的研發(fā)制約電動汽車的推廣。有一種新型的燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，其總反應(yīng)式為：2C

H

+7O

+8KOH═4K

CO

+10H

O，有關(guān)此電池的推斷正確的是（??）262232A．負極反應(yīng)為：14H

O+7O

+28e

═28OHB．放電過程中KOH的物質(zhì)的量濃度不變﹣﹣22C．每消耗1molC

H

，則電路上轉(zhuǎn)移的電子為14mol

D．放電一段時間后，負極周圍的pH升高26【分析】原電池中通入燃料的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，電解質(zhì)溶液呈堿性