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1、 原电池原电池 化学电源化学电源氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池工作原理燃料电池汽车燃料电池汽车抓住抓住1 1个高考重点个高考重点原电池正负极的判断方法和电极反原电池正负极的判断方法和电极反应式的书写应式的书写突破突破1 1个高考难点个高考难点原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用第二单元第二单元 原电池原电池 化学电源化学电源重点重点 原电池正负极的判断方法和电极反应式的书写原电池正负极的判断方法和电极反应式的书写 一、原电池正负极的判断一、原电池正负极的判断铜铜锌原电池动画演示锌原电池动画演示负极负极(Zn）：）：Zn 2e =Zn2+ 氧化反应氧化反应正极正极(Cu）：）：Cu2+ 2
2、e =Cu 还原反应还原反应【特别提醒特别提醒】：相同的电极材料组成的原电池，在不同的介质：相同的电极材料组成的原电池，在不同的介质中，其正负极可能不同。如以中，其正负极可能不同。如以Mg、Al作电极，思考：在下列电作电极，思考：在下列电解质溶液中解质溶液中Mg、Al分别作什么电极及负极电极反应式的书写：分别作什么电极及负极电极反应式的书写：稀盐酸、稀盐酸、 NaOH溶液、浓硝酸。溶液、浓硝酸。突破考点突破考点看环境看环境配守恒配守恒电极产物在电解质溶液的环境中，应该能稳电极产物在电解质溶液的环境中，应该能稳定存在，如碱性介质中生成的定存在，如碱性介质中生成的H+应让其结合应让其结合OH-生成
3、水。电极反应式要遵守电荷守恒和生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等，并加以配平。质量守恒、得失电子守恒等，并加以配平。两式加两式加验总式验总式两电极反应式相加，与总反应式对照验证两电极反应式相加，与总反应式对照验证二、电极反应式的书写二、电极反应式的书写1一般电极反应式的书写一般电极反应式的书写列物质列物质标得失标得失按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应物和产物，找出得失电子的判断出电极反应物和产物，找出得失电子的数量数量【实例实例】铅蓄电池电极反应式的书写（铅蓄电池电极反应式的书写（Pb、PbO2分别作正负极，分
4、别作正负极，30%H2SO4为电解质溶液）为电解质溶液）电池反应：电池反应：Pb +PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O负极：负极：Pb = PbSO4正极：正极：PbO2 =PbSO42e+2e2-4+SO2-+4+SO +4H2+2H O突破考点突破考点2.2.复杂电极反应式的书写复杂电极反应式的书写复杂电极复杂电极反应式反应式总反应式总反应式较简单一极的电极反应式较简单一极的电极反应式=如如CH4 酸性燃料电池中酸性燃料电池中CH4 + 2O2=CO2 +2H2O 总反应式总反应式 2O2+8H+ +8e=4H2O 正极反应式正极反应式 CH4 + 2H2O8e=CO2 +8H
5、 负极反应式负极反应式得：得：突破考点突破考点C C解析显解析显/隐隐审题显审题显/隐隐【审题视角审题视角】根据总反应式中发生氧化的物质和发生还原的物质根据总反应式中发生氧化的物质和发生还原的物质以及电解质确定负极和正极的反应物和产物，写出电极反应式。以及电解质确定负极和正极的反应物和产物，写出电极反应式。突破考点突破考点原电池正负极判断的注意点原电池正负极判断的注意点【能力对接能力对接】原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据
6、化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。的一极为正极。判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看电判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看电解质的具体情况，如：解质的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比在强碱性溶液中比Mg更易失电子，更易失电子，Al作负极，作负极，Mg作正极；作正极；b.Fe、Al在浓在浓HNO3中钝化后，比中钝化后，比Cu等等金属更难失电子，金属更难失电子，Cu等金属作负极，等金属作负极，Fe、Al作正极。作正极。【反思归纳反思归纳】燃料电池的电极反应式书写步骤：燃料电
7、池的电极反应式书写步骤：写出燃烧反写出燃烧反应的总反应方程式。应的总反应方程式。根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应产物。产物。写出正极电极反应式（一般较简单）。写出正极电极反应式（一般较简单）。总反应正总反应正极电极反应式极电极反应式= =负极电极反应式。负极电极反应式。突破考点突破考点【应用应用1 1】(2013保定质检保定质检)原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的性质原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列由不同材料组成的原电池，电有关，也与电解质溶液有关。下列由不同材料组成的原电池，电极反应正确的是极反应正确的是()。A
8、由由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为与稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为 Fe3e=Fe3B由由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为 Mg2e2OH=Mg(OH)2C由由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，其正极反应式为与氯化铁溶液组成的原电池，其正极反应式为 Cu2e=Cu2D由由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为与浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为 Cu2e=Cu2解析显解析显/隐隐D D突破考点突破考点难点难点 原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用 1加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率2 2
9、比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。 例如，在例如，在Zn与稀与稀H2SO4反应时加入少量反应时加入少量CuSO4溶液能使产生溶液能使产生H2的反应速率加快。的反应速率加快。 两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼极的金属活泼。例如，有两种金属例如，有两种金属a、b，用导线连接后插入，用导线连接后插入到稀到稀H2SO4中，观察到中，观察到a溶解，溶解，b极上有气泡产生，则推测极上有气泡产生，则推测a为为负极
10、，负极，b为正极，则金属活动性为正极，则金属活动性ab。3用于金属的防护用于金属的防护使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。例如，要保例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池的负极。锌块相连，使锌做原电池的负极。突破考点突破考点4设计电池，制造化学电源设计电池，制造化学电源如根据以下反应设计的原电池如下表所示：如根据以下反应设计的原电池如下表所示：原理原理负负极极正极正极电解质电解质溶液溶液电极反应电极反应2FeCl3 Cu = 2FeCl2CuCl25
11、.探究金属腐蚀的快慢规律探究金属腐蚀的快慢规律电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀负极：负极：Cu2e=Cu2正极：正极：2Fe32e=2Fe2FeCl3溶液溶液C(Fe3)Cu突破考点突破考点【典例典例2 2】(2013吉林期末质检吉林期末质检)实验发现，实验发现，298 K时，在时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3立即被还原成立即被还原成Fe2。某化学兴趣。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如下图所示小组根据该实验事实设计了如下图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的
12、的原电池装置。下列有关说法中正确的是是()。A该原电池的正极反应是：该原电池的正极反应是：Zn2e=Zn2B左烧杯中溶液的红色逐渐褪去左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现该电池铂电极上有气泡出现D该电池总反应为：该电池总反应为：3Zn2Fe3=2Fe3Zn2B B解析显解析显/隐隐审题显审题显/隐隐【审题视角审题视角】根据题意，先写出氧化还原反应的总方程式，然后根据题意，先写出氧化还原反应的总方程式，然后结合原电池的装置图写出正负极电极反应式进行分析。结合原电池的装置图写出正负极电极反应式进行分析。突破考点突破考点【能力对接能力对接】 理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成
13、原电池。理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。（1）将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分）将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极反应和正极反应。别作原电池的负极反应和正极反应。（2）确定电极材料）确定电极材料 如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体（如如为气体（如H2）或溶液中的还原性离子，可用惰性电极）或溶液中的还原性离子，可用惰性电极（如（如Pt、碳棒）作负极。碳棒）作负极。 发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活
14、泼。（3）确定电解质溶液）确定电解质溶液 一般选用反应物中的电解质溶液即可。一般选用反应物中的电解质溶液即可。（4）构成闭合回路）构成闭合回路突破考点突破考点【应用应用2 2】(2013青岛模拟青岛模拟)控制适合的条件，将控制适合的条件，将反应反应2Fe32I 2Fe2I2设计成设计成如下图所示的原电池。下列判断不正如下图所示的原电池。下列判断不正确的是确的是()。A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电
15、流计读数为零后，在甲中溶入电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石固体，乙中的石 墨电极为负极墨电极为负极D D解析解析由图示结合原电池原理分析可知，由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成得电子变成Fe2被还原，被还原，I失去电子变成失去电子变成I2被氧化，所以被氧化，所以A、B正确；电流计读正确；电流计读数为零时数为零时Fe3得电子速率等于得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡失电子速率，反应达到平衡状态；状态；D项在甲中溶入项在甲中溶入FeCl2固体，平衡固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，向左移动，I2被还原为被还原为I，乙中石墨为正极，乙中石墨为正极，D不正不正确。确。解析解析突破考点突破考点本讲内容结束请按结束放映键返回