原电池和化学电源专题复习 (2)

原电池和化学电源北京四中叶长军一、原电池1．能量的转化原电池：将_____能转变为_____能的装置。

电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。

2、Cu-Zn原电池工作原理3、构成原电池的条件（1）有一个自发进行的_______________反应（2）装置①要有电极材料②电解质溶液③组成闭合回路（外、内）电解质溶液：电解质中阴离子向____极方向移动，阳离子向______极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。

4．几种常见的电池电池的评价比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。

比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。

质量轻、体积小而输出电能多、功率大、可储存时间长，更适合使用者的需要。

(1)一次电池：放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。

干电池：一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动。

碱性锌锰电池构成：负极是_____，正极是_______，电解质是KOH负极：___________________________________________正极：___________________________________________总反应式：_______________________________________特点：比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。

(2)二次电池①铅蓄电池放电电极反应：_______________________________负极：_______________________________________正极：_______________________________________总反应式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)②镍一镉碱性蓄电池负极：Cd+2OH－－2e－=Cd(OH)2；正极：2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni(OH)2+2OH－总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2(3)燃料电池电池电极反应酸性电解质碱性电解质氢氧燃料电池负极正极总反应甲烷燃料电池负极正极总反应甲醇燃料电池负极正极总反应料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。

《原电池化学电源》李仕才（考试时间：45分钟满分：100分）一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。

1．下列反应没有涉及原电池的是( )A．生铁投入稀盐酸中B．铜片与银片用导线连接后，同时插入FeCl3溶液中C．纯锌投入硫酸铜溶液中D．含铜的铝片投入浓硫酸中答案：D解析：A项生铁中含碳，投入稀盐酸中时构成原电池；B项构成原电池；C项锌置换出铜片，构成锌铜原电池；D项浓硫酸不导电，不能构成原电池。

2．以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2B．两极上溶解和析出的物质的质量相等C．锌片溶解了31 g，铜片上析出了1 g H2D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol答案：A解析：在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等。

利用这一特点，我们从电极反应式看：负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。

当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气得到 2 mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。

3．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。

下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀答案：B解析：装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，不同的是悬挂铁的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。

第2讲原电池化学电源复习目标知识建构1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

一、原电池1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。

2.形成条件(1)能自发进行的氧化还原反应，一般是活泼性强的金属与电解质反应。

(2)电极，一般是活泼性不同的两电极。

(3)电解质溶液或熔融电解质。

(4)形成闭合回路。

3.工作原理(以铜锌原电池为例)。

(1)两种装置①装置Ⅰ中Zn与Cu2＋直接接触，会有部分Zn与Cu2＋直接反应，部分化学能转化为热能；②装置Ⅱ中不存在Zn与Cu2＋的直接反应而造成能量损耗，电流稳定，且持续时间长。

(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片Cu2＋＋2e－电极反应Zn－2e－===Zn2＋===Cu 反应类型氧化反应还原反应盐桥中离盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极子移向(3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成(4)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。

③盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。

4.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属导体)。

(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。

(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。

(4)设计制作化学电源。

【判一判】判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池()(2)在原电池中，发生氧化反应的是正极()(3)Mg—Al形成的原电池，Mg一定作负极()(4)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，再通过电解质溶液流回负极()(5)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(6)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高()答案(1)×(2)×(3)×(4) ×(5)×(6)√二、化学电源1.一次电池碱性锌锰电负极材料：Zn。

《原电池和化学电源》知识清单一、原电池1、定义原电池是将化学能转化为电能的装置。

2、构成条件（1）两个活泼性不同的电极，其中一种电极能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。

（2）电解质溶液。

（3）形成闭合回路，包括导线连接或直接接触。

3、工作原理以铜锌原电池为例（稀硫酸为电解质溶液）：锌片为负极，发生氧化反应：Zn 2e⁻＝ Zn²⁺铜片为正极，发生还原反应：2H⁺＋ 2e⁻＝ H₂↑电子由负极（锌片）经外电路流向正极（铜片），电流方向则相反。

4、电极判断（1）根据电极材料：较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。

（2）根据电子流向或电流流向：电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极；电流流出的一极为正极，电流流入的一极为负极。

（3）根据反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。

（4）根据电极现象：溶解或质量减轻的为负极，有气体生成或质量增加的为正极。

5、原电池的表示方法用“｜”表示电极与电解质溶液之间的界面，用“‖”表示盐桥。

例如，铜锌原电池（稀硫酸为电解质溶液）可表示为：Zn|H₂SO₄|Cu二、化学电源1、一次电池（1）碱性锌锰干电池负极材料：Zn正极材料：MnO₂电解质：KOH负极反应：Zn ＋ 2OH⁻ 2e⁻＝ Zn(OH)₂正极反应：2MnO₂＋ 2H₂O ＋ 2e⁻＝ 2MnOOH ＋ 2OH⁻（2）锌银电池正极材料：Ag₂O电解质：KOH负极反应：Zn ＋ 2OH⁻ 2e⁻＝ Zn(OH)₂正极反应：Ag₂O ＋ H₂O ＋ 2e⁻＝ 2Ag ＋ 2OH⁻2、二次电池（1）铅蓄电池负极材料：Pb正极材料：PbO₂电解质：H₂SO₄放电时负极反应：Pb ＋ SO₄²⁻ 2e⁻＝ PbSO₄正极反应：PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻＋ 2e⁻＝ PbSO₄＋ 2H₂O 充电时阴极反应：PbSO₄＋ 2e⁻＝ Pb ＋ SO₄²⁻阳极反应：PbSO₄＋ 2H₂O 2e⁻＝ PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻（2）锂离子电池正极材料：锂的化合物（如钴酸锂、锰酸锂等）优点：质量轻、电压高、工作寿命长、储存时间长等。

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第六章化学反应与能量李仕才错误!错误!错误!考点二化学电源1．一次电池2。

二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为放电Pb(s)＋PbO2(s）＋2H2SO4（aq)2PbSO4（s)＋2H2O(l）充电3．燃料电池(1）总反应式的书写:燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,燃烧反应方程式即为燃料电池的总反应方程式，但不同电解质中反应终产物不同。

(2）正极反应式的书写：正极反应的本质都是O2放电得电子生成O2－，电解质溶液酸碱性不同，电极反应式不同.①酸性电解质溶液环境下正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

②碱性电解质溶液环境下正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

③固体电解质（高温下能传导O2－）环境下正极反应式：O2＋4e－===2O2－。

④熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下正极反应：O2＋2CO2＋4e－===2CO错误!。

(3）负极反应式的书写：在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。

①氢氧燃料电池。

总反应均为2H2＋O2===2H2O碱性电解液：H2－2e－＋2OH－===2H2O酸性电解液：H2－2e－===2H＋固体或熔融：固体电解质在熔融状态传导O2－：H2－2e－＋O2－===H2O熔融碳酸盐：H2－2e－＋CO错误!===CO2＋H2O②甲醇、空气(含CO2),与碳酸锂熔融盐燃料电池.总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O负极：CH3OH－6e－＋3CO错误!===4CO2＋2H2O③甲烷、空气、KOH燃料电池：总反应：CH4＋2O2＋2OH－===CO错误!＋3H2O负极:CH4－8e－＋10OH－===CO2－，3＋7H2O④丁烷、空气燃料电池，其电解质是掺杂氧化钇（Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态能传导O2－。