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1、第二節(jié)原電池化學(xué)電源第二節(jié)原電池化學(xué)電源考考綱綱要要求求1.了了解解原原電電池池的的工工作作原原理理，能能寫寫出出電電極極反反應(yīng)應(yīng)和和電電池池反反應(yīng)方程式。應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。1概念和反應(yīng)本質(zhì)概念和反應(yīng)本質(zhì)原原電電池池是是把把 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為_的的裝裝置置，其其反反應(yīng)應(yīng)本本質(zhì)質(zhì)是是_。2原電池構(gòu)成條件原電池構(gòu)成條件(1)兩個(gè)活潑性不同的電極兩個(gè)活潑性不同的電極(常見為金屬或石墨常見為金屬或石墨)。(2)將電極插入將電極插入 溶液中。溶液中。(3)兩電極間構(gòu)成閉合回路。兩電極間構(gòu)成閉合回路。(4)能發(fā)生能發(fā)生_的氧化還原反應(yīng)。的氧化

2、還原反應(yīng)?？键c(diǎn)一原電池的工作原理考點(diǎn)一原電池的工作原理化學(xué)能化學(xué)能電能電能氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)電解質(zhì)電解質(zhì)自發(fā)自發(fā)3工作原理工作原理(以銅鋅原電池為例以銅鋅原電池為例)：(1)電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：鋅是鋅是 極，極，電子發(fā)生電子發(fā)生 反應(yīng)，反應(yīng)，_；銅是銅是_極，極，電子發(fā)生電子發(fā)生 反應(yīng)，反應(yīng)，_。負(fù)負(fù)失失氧化氧化Zn2e=Zn2正正得得還原還原Cu22e=Cu(2)電子方向和電流方向：電子方向和電流方向：電子從電子從負(fù)極負(fù)極流出經(jīng)外電路流入流出經(jīng)外電路流入 ；電流從電流從正極正極流出經(jīng)外電路流入流出經(jīng)外電路流入 。(3)離子的遷移方向：離子的遷移方向：電解質(zhì)溶液中，陰離子向電解質(zhì)溶液中，

3、陰離子向 極區(qū)遷移，陽離子向極區(qū)遷移，陽離子向 極區(qū)遷移。極區(qū)遷移。(4)兩種裝置的比較：兩種裝置的比較：鹽鹽橋橋的的作作用用：a.連連接接內(nèi)內(nèi)電電路路，形形成成閉閉合合回回路路；b.平平衡衡電電荷荷，使使原原電池不斷產(chǎn)生電流。電池不斷產(chǎn)生電流。裝裝置置中中Zn與與Cu2直直接接接接觸觸，會(huì)會(huì)有有部部分分Zn與與Cu2直直接接反反應(yīng)應(yīng)，化化學(xué)學(xué)能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為熱熱能能，造造成成能能量量損損耗耗；裝裝置置中中，Zn在在負(fù)負(fù)極極區(qū)區(qū)，Cu2在在正正極極區(qū)區(qū)，不不存存在在Zn與與Cu2的的直直接接反反應(yīng)應(yīng)，而而造造成成的的能能量量損損耗耗，電電流流穩(wěn)穩(wěn)定定，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。正極正極負(fù)極負(fù)

4、極負(fù)負(fù)正正1將將中鹽橋換成銅導(dǎo)線是否可行？中鹽橋換成銅導(dǎo)線是否可行？提提示示：不不可可行行。原原電電池池放放電電時(shí)時(shí)，電電子子走走陸陸路路(導(dǎo)導(dǎo)線線)，離離子子走走水水路路(溶溶液液)，外外電電路路是是電電子子的的定定向向移移動(dòng)動(dòng)，內(nèi)內(nèi)電電路路(溶溶液液中中)是是陰陰、陽陽離離子子的的定定向向移移動(dòng)動(dòng)，電電子子不不通通過過內(nèi)內(nèi)電電路路。鹽鹽橋橋是是離離子子遷遷移移通通路路，離離子子不不能能通通過過導(dǎo)導(dǎo)線遷移。線遷移。2判斷正誤，正確的畫判斷正誤，正確的畫“”，錯(cuò)誤的畫，錯(cuò)誤的畫“”(1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極()(2)不是所有化學(xué)反應(yīng)都

5、可以設(shè)計(jì)成原電池。不是所有化學(xué)反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。()(3)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)()(4)帶帶有有“鹽鹽橋橋”的的原原電電池池比比不不帶帶“鹽鹽橋橋”的的原原電電池池電電流流持持續(xù)續(xù)時(shí)時(shí)間間長(zhǎng)長(zhǎng)()答案：答案：(1)(2)(3)(4)2有有一一種種一一面面鍍鍍鋅鋅、一一面面鍍鍍二二氧氧化化錳錳的的超超薄薄紙紙質(zhì)質(zhì)電電池池，在在使使用用印印刷刷與與壓壓層層技技術(shù)術(shù)后后，變變成成一一張張可可任任意意裁裁剪剪大大小小的的“電電紙紙”，紙紙內(nèi)內(nèi)的的離離子子“流流過過”水水和和氧氧化化鋅鋅組組成成的的電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液液，電電池池總

6、總反反應(yīng)應(yīng)式式為為Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列說法不正確的是。下列說法不正確的是()A該電池的負(fù)極材料為鋅該電池的負(fù)極材料為鋅B該電池反應(yīng)中二氧化錳發(fā)生了還原反應(yīng)該電池反應(yīng)中二氧化錳發(fā)生了還原反應(yīng)C電池的正極反應(yīng)式為電池的正極反應(yīng)式為MnO2H2Oe=MnOOHOHD當(dāng)有當(dāng)有0.1 mol鋅溶解時(shí)，流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子數(shù)為鋅溶解時(shí)，流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子數(shù)為1.2041023解析：解析：無論原電池還是電解池中電子均不流經(jīng)電解質(zhì)溶液。無論原電池還是電解池中電子均不流經(jīng)電解質(zhì)溶液。答案：答案：D3如圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是如圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是_。解

7、解析析：只只有有B能能產(chǎn)產(chǎn)生生電電流流，F(xiàn)中中Zn與與Cu直直接接接接觸觸，電電流流表表A不不發(fā)發(fā)生生偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)。答案：答案：B原電池工作原理中四個(gè)常見失分點(diǎn)的規(guī)避原電池工作原理中四個(gè)常見失分點(diǎn)的規(guī)避(1)只只有有放放熱熱的的氧氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)才才能能通通過過設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)成成原原電電池池將將化化學(xué)學(xué)能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為電能。為電能。(2)電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液液中中陰陰、陽陽離離子子的的定定向向移移動(dòng)動(dòng)，與與導(dǎo)導(dǎo)線線中中電電子子的的定定向向移移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。(3)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。無論在原電池還是在電解池中，電子均不

8、能通過電解質(zhì)溶液。(4)原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)。原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)。4下列有關(guān)原電池的說法中正確的是下列有關(guān)原電池的說法中正確的是()A在內(nèi)電路中，電子由正極流向負(fù)極在內(nèi)電路中，電子由正極流向負(fù)極B在在原原電電池池中中，相相對(duì)對(duì)較較活活潑潑的的金金屬屬作作負(fù)負(fù)極極，不不活活潑潑的的金金屬屬作作正正極極C原電池工作時(shí)，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生原電池工作時(shí)，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D原電池工作時(shí)，可能會(huì)伴隨著熱能變化原電池工作時(shí)，可能會(huì)伴隨著熱能變化答案：答案：D原電池正負(fù)極的判斷原電池正負(fù)極的判斷5分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是

9、分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A中中Mg作負(fù)極，作負(fù)極，中中Fe作負(fù)極作負(fù)極B中中Mg作正極，電極反應(yīng)式為作正極，電極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH3H2C中中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2D中中Cu作正極，電極反應(yīng)式為作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2答案：答案：B 原電池正、負(fù)極判斷方法原電池正、負(fù)極判斷方法說說明明：(1)活活潑潑性性強(qiáng)強(qiáng)的的金金屬屬不不一一定定作作負(fù)負(fù)極極，但但負(fù)負(fù)極極一一定定發(fā)發(fā)生生氧氧化化反反應(yīng)。應(yīng)。(2)溶液中的離子不能通過鹽橋。溶液中的離子不能通過鹽橋。(3)負(fù)極本身不一定參加反應(yīng)，如燃料電池中，作為負(fù)極的材負(fù)極本

10、身不一定參加反應(yīng)，如燃料電池中，作為負(fù)極的材料不參加反應(yīng)，只起到了導(dǎo)電的作用。料不參加反應(yīng)，只起到了導(dǎo)電的作用。1比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱兩兩種種金金屬屬分分別別作作原原電電池池的的兩兩極極時(shí)時(shí)，一一般般作作 的的金金屬屬比比作作_的的金屬活潑。金屬活潑。如如有有兩兩種種金金屬屬A和和B，用用導(dǎo)導(dǎo)線線將將A和和B連連接接后后，插插入入到到稀稀硫硫酸酸中中，一一段段時(shí)時(shí)間間后后，若若觀觀察察到到A極極溶溶解解，而而B極極上上有有氣氣體體放放出出，則則說說明明A作作負(fù)負(fù)極，極，B作正極，則可以斷定金屬活動(dòng)性作正極，則可以斷定金屬活動(dòng)性AB。2加快氧化還原反應(yīng)的速率加快氧化還原反應(yīng)的速率

11、一一個(gè)個(gè) 進(jìn)進(jìn)行行的的氧氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)，設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)成成原原電電池池時(shí)時(shí)反反應(yīng)應(yīng)速速率率_。例例如如，在在Zn與與稀稀H2SO4反反應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)加加入入少少量量CuSO4溶溶液液能能使使產(chǎn)產(chǎn)生生H2的的反反應(yīng)應(yīng)速率加快。速率加快。考點(diǎn)二原電池原理的應(yīng)用考點(diǎn)二原電池原理的應(yīng)用負(fù)極負(fù)極正極正極自發(fā)自發(fā)增大增大3用于金屬的防護(hù)用于金屬的防護(hù)使使被被保保護(hù)護(hù)的的金金屬屬制制品品作作原原電電池池 而而得得到到保保護(hù)護(hù)。例例如如，要要保保護(hù)護(hù)一一個(gè)個(gè)鐵鐵質(zhì)質(zhì)的的輸輸水水管管道道或或鋼鋼鐵鐵橋橋梁梁等等，可可用用導(dǎo)導(dǎo)線線將將其其與與一一塊塊鋅鋅塊塊相相連連，使使鋅做原電池的負(fù)極。鋅做原電池的負(fù)極。4設(shè)計(jì)制作

12、化學(xué)電源設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源(1)首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。(2)根根據(jù)據(jù)原原電電池池的的反反應(yīng)應(yīng)特特點(diǎn)點(diǎn)，結(jié)結(jié)合合兩兩個(gè)個(gè)半半反反應(yīng)應(yīng)找找出出正正、負(fù)負(fù)極極材材料料和和電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)溶液。正極正極如：根據(jù)反應(yīng)如：根據(jù)反應(yīng)2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2設(shè)計(jì)的原電池為：設(shè)計(jì)的原電池為：1有有A、B、C、D四四種種金金屬屬，做做如如下下實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)：將將A與與B用用導(dǎo)導(dǎo)線線連連接接起起來來，浸浸入入電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液液中中，B不不易易腐腐蝕蝕；將將A、D分分別別投投入入等等物物質(zhì)質(zhì)的的量量濃濃度度的的鹽鹽酸酸中中，D比比A反反應(yīng)應(yīng)劇劇烈烈；將將銅銅浸

13、浸入入B的的鹽鹽溶溶液液里里，無無明明顯顯變變化化，如如果果把把銅銅浸浸放放C的的鹽鹽溶溶液液里里，有有金金屬屬C析析出出。據(jù)據(jù)此此判判斷斷它它們們的的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是()AABCDBCDABCDABC DABDC答案：答案：C判斷金屬活動(dòng)性及反應(yīng)速率判斷金屬活動(dòng)性及反應(yīng)速率2一一定定量量的的稀稀鹽鹽酸酸跟跟過過量量鋅鋅粉粉反反應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)，為為了了加加快快反反應(yīng)應(yīng)速速率率又又不不影影響生成響生成H2的總量，可采取的措施是的總量，可采取的措施是()A加入少量稀加入少量稀NaOH溶液溶液B加入少量加入少量CH3COONa固體固體C加入少量加入少量NH4HSO4固體固體D加

14、入少量加入少量CuSO4溶液溶液答案：答案：D改變改變Zn與與H反應(yīng)速率的方法反應(yīng)速率的方法(1)加加入入Cu或或CuSO4，形形成成原原電電池池，加加快快反反應(yīng)應(yīng)速速率率，加加入入Cu不不影影響響Zn的的量量，但但加加入入CuSO4，Zn的的量量減減少少，是是否否影影響響產(chǎn)產(chǎn)生生H2的的量量，應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)Zn、H的相對(duì)量多少判斷。的相對(duì)量多少判斷。(2)加加入入強(qiáng)強(qiáng)堿堿弱弱酸酸鹽鹽，由由于于弱弱酸酸根根與與H反反應(yīng)應(yīng)，使使c(H)減減小小，反反應(yīng)應(yīng)速率減小，但不影響生成速率減小，但不影響生成H2的量。的量。3.將將鎘鎘(Cd)浸浸在在氯氯化化鈷鈷(CoCl2)溶溶液液中中，發(fā)發(fā)生生反反應(yīng)應(yīng)的

15、的離離子子方方程程式式為為：Co2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)(aq表表示示溶溶液液)，如如將將該該反反應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)為如圖的原電池，則下列說法一定錯(cuò)誤的是為如圖的原電池，則下列說法一定錯(cuò)誤的是()設(shè)計(jì)原電池設(shè)計(jì)原電池ACd作負(fù)極，作負(fù)極，Co作正極作正極B原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極C根據(jù)陰陽相吸原理，鹽橋中的陽離子向負(fù)極根據(jù)陰陽相吸原理，鹽橋中的陽離子向負(fù)極(甲池甲池)移動(dòng)移動(dòng)D甲池中盛放的是甲池中盛放的是CdCl2溶液，乙池中盛放的是溶液，乙池中盛放的是CoCl2溶液溶液答案：答案：C4.(2015年年無無錫錫模模擬擬)根根據(jù)

16、據(jù)氧氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的原原電電池池如如圖圖所所示示，其其中中鹽鹽橋橋?yàn)闉榄偔傊栵柡秃蚄NO3鹽鹽橋。橋。請(qǐng)回答下列問題：請(qǐng)回答下列問題：(1)電極電極X的材料是的材料是_；電解質(zhì)溶液；電解質(zhì)溶液Y是是_。(2)銀電極為電池的銀電極為電池的_極，寫出兩電極的電極反應(yīng)式：極，寫出兩電極的電極反應(yīng)式：銀電極：銀電極：_；X電極：電極：_。答案：答案：(1)CuAgNO3(2)正正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2(3)CuAg(4)B1一次電池一次電池(堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池)。堿性鋅錳干電池的工作原理如圖：堿性鋅錳干電池的工作原理如圖：考點(diǎn)三化學(xué)電源考點(diǎn)三化學(xué)電源2二次電池二次電池(以鉛蓄電池為例以鉛蓄電池為例)。3燃料電池燃料電池(1)氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池。氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池。(2)燃燃料料電電池池的的電電極極本本身身不不參參與與反反應(yīng)應(yīng)，燃燃料料和和氧氧化化劑劑連連續(xù)續(xù)地地由由_供給。供給。外部外部1二次電池放電和充電時(shí)的反應(yīng)是否可逆反應(yīng)？二次電池放電和充電時(shí)的反應(yīng)是否可逆反應(yīng)