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1、原电池化学电源一、原电池1. 概念：把化学能转化为的装置。2. 工作原理：以锌铜电池为例盐桥作用： 平衡电荷， 使两边溶液呈电中性， 使氧化复原反应得以持续进行，产生持续稳定的电流。电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应反应类型反应反应电子流向由极沿导线方向流向极电池反应方程式1两个活泼性不同的电极常见为金属或石墨。2将电极插入溶液中。3两电极间构成闭合回路4能自发进行的反应。1. 一次电池碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池的工作原理如图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页负极 Zn ，电极反应式：正极MnO2 ，电极
2、反应式：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn OH 2+2MnOOH 2. 二次电池以铅蓄电池为例（1） 放电时的反应 负极反应： 正极反应：PbO2s+4H+(aq)+SO42-aq+2e-=PbSO4s+2H2O l 总反应：Pbs+PbO2s+2H2SO4(aq)=2PbSO4s+2H2O l （2） 充电时的反应 阴极反应： 阳极反应： 总反应：2PbSO4s+2H2O l =Pb s+PbO2s+2H2SO4aq3. 燃料电池：氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性的碱性两种。酸性碱性负极反应式正极反应式电池总反应 2H
3、2+O2=2H2O 1. 原理图示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页练习： 1. 以下图是在航空用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池 MH-Ni电池 。以下有关说法不正确的选项是A. 放电时正极反应为NiOOH+H2O+e-=NiOH 2+OH-B. 电池的电解液可为KOH 溶液C. 充电时阴极反应为：MH+OH-=H2O+M+e-D. MH 是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高图 1图 2 2. 生物燃料电池 BFC 是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，
4、其能量转化效率高， 是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如下图：已知C1极的电极反应式为：C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+。以下有关说法不正确的选项是A. C1极为电池负极， C2极为电池正极B. 电子由 C2极经外电路导线流向C1极C. C2极的电极反应式为O2+4H+4e-=2H2OD. 该生物燃料电池的总反应式为：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页特别注意：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
5、 4 页，共 11 页练习：3.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳， 电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为 4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2. 请答复以下问题：1电池的负极材料为，发生的电极反应为（3） 电池正极发生的电极反应为4.以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：(1) 酸性条件燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 燃料电池正极反应式：O24H4e=2H2O 2 ，得 燃 料 电 池 负极 反 应 式 ：_。(2) 碱性条件燃料电池总反应式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O 燃料电
6、池正极反应式：O22H2O 4e=4OH 2 ， 得 燃 料 电 池负 极 反 应 式 ：_ 。(3) 固体电解质 (高温下能传导O2) 燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 燃料电池正极反应式：O24e=2O2 2 ， 得 燃 料 电 池负 极 反 应 式 ：_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页（4） 熔融碳酸盐 ( 如：熔融 K2CO3) 环境下电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 正极电极反应式：O22CO24e=2CO32- -2得负极电极反应式：_ 。1. 比较不同金属的活动性强弱根据
7、原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极， 而活动性弱的金属 或碳棒作正极。假设有两种金属A和 B，用导线将 A 和 B 连接后，插入稀硫酸中， 一段时间后， 假设观察到A 极溶解， 而 B 极上有气体放出，则说明在原电池工作过程中，A被氧化成阳离子而失去电子作负极，B作正极，则可以断定金属A 金属活动性比B的强。由于原电池将氧化复原反应拆成两个半反应且有电流产生，因而反应速率加快如 Zn与稀 H2SO4反应制氢气时， 可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu-Zn 原电池，加快反应进行。3. 设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的四个条件。具体方法是：（1）首先将已
8、知氧化复原反应拆分为两个半反应精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页（2）根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料 负极就是失电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属即可，也可以用石墨 及电解质溶液。 电解质溶液的选择电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应如空气中的氧气。但如果两个半反应分别在两个容器中进行中间连接盐桥，则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子 电极材料的选择在原电池中， 选择复原性较强的物质作为负极；氧
9、化性较强的物质作为正极，并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料也可以是复原性较强的非金属材料如 H2、CH4等 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页3. 新型电池“充电”时阴、阳极的判断首先明确原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时，阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析4. 新型电池充、 放电时， 电解质溶液中离子移动方向的判断首先分清电池是放电还是充电；再判断正、 负极或阴、 阳极，进而可以确定离子的移动方向。锂离子电池体系。以下表达错误的选项
10、是A. a 为电池的正极精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页B. 电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi C. 放电时， a 极锂的化合价发生变化D. 放电时，溶液中的Li+从 b 向 a 迁移2. 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如下图，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后， 电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb 以下有关说法正确的选项是A.正极反应式： Ca+2Cl-2e-=CaCl2
11、B.放电过程中， Li+向负极移动C.每转移 Pb D.常温时， 在正负极间接上电流表或检流计、指针不偏转3.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图。以下有关微生物电池的说法错误的选项是A正极反应中有CO2生成精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 4. 选用以下试剂和电极：稀 H2SO4Fe2(SO4)3溶液、Fe、Cu、C 石墨，组成如下图的原电池装置，观察到电流
12、计指针均明显偏转，则其可能组合共有A.3 种 B、4 种 C、5 种 D、6 种5. 某固体酸燃料电池以CsHSO4 固体为电解质传递H+ ，其基本结构如下图， 电池总分应可以表示为：2H2+O2=2H2O ，以下有关说法正确的选项是A. 电子通过外电路从b 极流向 a 极B. B 极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-C. 每转移 0.1L 的 H2 D. H+由 a 极通过固体酸电解质传到b 极6. 1分析如下图的四个装置，答复以下问题：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页 装 置a和b中 铝 电 极 上 的 电 极 反 应 式 分 别 为_、_ 。装置c 中产生气泡的电极为_电极 ( 填“铁”或“铜” )，装置d 中铜电极上的电极反应式为2观察如以下图所示的两个装置，图1 装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图2 装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为_ 、 _ _。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页