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1、学而不思则惘，思而不学则殆第一章第 3 节 化学能转化为电能 电池【基础知识梳理】一、原电池的工作原理1.原电池中能量是如何转换的？与电解池有什么区别？2.铜锌原电池画出铜、锌、硫酸铜溶液组成的原电池装置图，标出电极材料，电子流向、离子移动发方向和电流方向，写出电极反应式和电池反应的方程式。3.形成原电池的条件有哪些？二、金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀（1）阅读课本27 页，明确何谓金属腐蚀？分为哪两类？有什么区别？（2）什么是电化学腐蚀？金属发生电化学腐蚀的根本原因是什么？（3）阅读课27-28 页，明确电化学腐蚀分为哪两种腐蚀？分类的依据是什么？哪种更加普遍？2. 阅读课 29 页，明确金属
2、防护的方法有哪些？三、化学电源1.认真阅读课本第23 页中间两段，了解化学电源分为哪几类？一次性电池具有的特点，锂电池具有的特点，以及可充电电池的能量转化是怎样的？2.锌锰干电池分为哪两种？分别写出这两种锌锰干电池的电极反应式和电池反应化学方程式。【能力提升】问题 1： 有盐桥的原电池工作原理如右图 :讨论下列问题总结该电池产生电流的原因。写出该电池的电极反应和总反应问题 2、电化腐蚀原理，硫酸工厂酸性环境中的铁制品（不纯，含石墨等杂质）容易被腐蚀， 请从电化学角度分析原因，写出发生的电极反应和总反应的方程式：家用的铁锅（不纯，含石墨等杂质）刷完后易生锈，请从电化学角度分析原因，名师归纳总结
3、精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学而不思则惘，思而不学则殆写出发生的电极反应和总反应的方程式：问题 3.列表比较析氢腐蚀和吸氧腐蚀腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件负极反应正极反应总反应问题 4. 下图各容器中均盛有海水，按照铁在其中被腐蚀的速率由慢到快排序并总结金属防护的措施问题 5 铅蓄电池铅蓄电池正、负极材料是什么？电解质溶液是什么? 写出放电过程中两极电极反应和电池总反应化学方程式。在放电过程中外电路通
4、过2mol 电子时，理论上消耗硫酸物质的量是？两极质量变化如何？蓄电池充电时，蓄电池正负极和直流电源的正负极接线柱如何连接，电极反应如何书写？可充电电池正负极的判断方法和电极反应的书写方法名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学而不思则惘，思而不学则殆问题 6：氢氧燃料电池，写出以KOH 溶液为电解质的氢氧燃料电池的两极电极反应式和电池总反应化学方程式，并分析溶液酸碱性变化。写出以稀硫酸为电解质的氢氧
5、燃料电池的两极电极反应式和电池总反应化学方程式，并分析溶液酸碱性变化。电解质对电极反应产生影响的原电池电极反应式如何书写？【拓展训练】一、选择题 (只有一个选项符合题意，将选择题答案填在答案表格中) 1. 下列关于原电池的叙述中正确的是( ) A.原电池放电时，电流的方向是从负极到正极B.构成原电池的正、负极必须是两种不同的金属C.原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动D.原电池是将化学能转化为电能的装置2.不能设计成原电池的化学反应是( ) A.CaCO32HCl= CaCl2CO2 H2O B.Zn CuSO4= Cu ZnSO4C.CH4+2O2 CO2+2H2O D.2FeCl3Fe=
6、3FeCl23.下列叙述中，正确的是( ) 锌跟稀硫酸反应制取H2，加入少量CuSO4溶液能提高反应速率 镀层破损后白铁(镀锌铁 )比马口铁 (镀锡 )更易腐蚀 电镀时应把镀件做电解槽的阴极 冶炼铝时，把氧化铝加热成为熔融体后电解 钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应：O2+ 4e+2H2O=4OHA.B.C.D.4.关于如图所示装置的叙述，正确的是( ) A.铜是负极，铜片上有气泡产生B.锌片质量逐渐减少，铜片附近硫酸根离子的浓度逐渐增大C.电子从锌片经导线流向铜片，溶液中阳离子向正极移动，D.氢离子在铜片表面被氧化，稀硫酸浓度逐渐减小5. 已 知 空 气 - 锌 电 池 电 极 反 应 为 ,锌
7、 片 ： Zn+2OH- 2e-=ZnO+H2O 石墨:O2+2H2O+4e-=4OH-根据此判断，锌片是( ) A.负极，并被氧化B.负极，并被还原C.正极，并被氧化D.正极，并被还原6.以下装置能形成原电池的是( ) 锌铜稀Zn C Fe C 稀硫酸FeAg 稀硫酸Fe Fe 稀盐酸名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学而不思则惘，思而不学则殆A B C D 7.100 mL 浓度为 2 mol
8、/L 的硫酸跟足量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成的氢气的总量，可采用的方法是( ) A.加入适量的6 mol/L 的硫酸B.加入少量硫酸铜固体C.加入少量的硝酸钾固体D.加入少量的硫酸钾溶液8.将纯锌片和纯铜片按下图方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 ( ) A.两烧杯中铜片表面均有气泡产生B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的酸性均减弱甲乙D.产生气泡的速度甲比乙慢9.ABC 三种金属， 两两分别接触并同处于稀H2SO4中反应冒气泡， 判断三种金属活动性顺序 ( ) A B. C. D 10.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的
9、是( ) A.a 电极是阴极B.b 电极的电极反应为：4OH-4 e=2H2O2C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.氢氧燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点，是一种具有应用前景的绿色电源11.我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4A1+3O2+6H2O 4A1(OH)3，下列说法不正确的是( ) A.正极反应式为：O2+4e+2H2O=4OHB.电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C. 以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D.该电池通常只需更换铝板就可继续使用12.将 Mg 条、 Al 条平
10、行插入一定浓度NaOH 溶液中组成原电池。此电池工作时下列叙述正确的是( ) A.Mg 比 Al 活泼， Mg 失去电子被氧化成Mg2+B.Al 条表面虽有氧化膜，但可不必处理C.该电池的内、外电路中，电流均是由电子定向移动形成的D.Al 是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出13.常温镀锌铁片表面破损发生析氢腐蚀时，若有0.2mol 电子发生转移，下列说法一定正确的是( ) A.有 5.6g 金属被腐蚀B.有 4.48L（标准状况）气体放出C.有 6.5g 金属生成D. 有 2.24L（标准状况）气体放出14.各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( ) 锌铜稀硫酸锌铜
11、稀硫酸A Al NaOH名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学而不思则惘，思而不学则殆A.B.C.D.选择题答题栏题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案二、填空15.电工操作中规定，不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，这是因为_ _ 。16.微型银锌电池，其电极分别为Ag2O 和 Zn，电解液为KOH 溶液。两极反应：Zn+2OH-2e=ZnO+H2O Ag2O+H
12、2O+2e=2Ag+2OH根据上述变化， 负极材料是，负极附近的溶液pH ，正极材料是，该电池的电池反应是。该原电池工作一段时间后溶液的pH 将_ _。 （填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或“ 不变 ” ）17. 利用反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计一个原电池（正极材料用碳棒）。请你画出装置图：(1)该电池的负极材料是，发生反应（填 “ 氧化 ” 或“ 还原 ” ） 。电极反应式为：，电解质溶液是。(2)正极上出现的现象是。(3)若导线上转移电子1mol，则生成银的质量是18.(1)阿波罗宇宙飞船使用的氢氧燃料电池的电解液是氢氧化钾溶液，写出两极的电极反应：_ ；在负极发生反应的物
13、质是_ _，负极发生的 _ (填氧化或还原 )反应，电池反应是 _ (2)在下图所示装置中，试管A、B 中的电极为多孔的惰性电极；C、D 为两个铂夹夹在被Na2SO4溶液浸湿的滤纸条上，滤纸条的中部滴有KMnO4液滴；电源有a、b 两极。若在A、B 中充满 KOH 溶液后倒立于KOH 溶液的水槽中，切断K1，闭合 K2、K3，通直流电，实验现象如图所示。则：标出图中的电极名称：a 为_极， D 为_极 在 湿 的Na2SO4滤 纸 条 中 部 的KMnO4液 滴 处 发 生 的 现 象 是_ _ 写出电极反应式：A 中 _ _， B 中 _ _ _ 若电解一段时间后，A、B 中均有气体包围电极
14、。此时切断K2、 K3，闭合K1， 则 电 流 表 的 指 针 是 否 移 动 (填 是 或 否 )_， 其 理 由 是 _ 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学而不思则惘，思而不学则殆_ 19. 甲 烷 燃 料 电 池 ， 以 稀 硫 酸 为 电 解 质 时 电 池 反 应 化 学 方 程 式 为CH4+2O2=CO2+2H2O，则两极电极反应分别是；以氢氧化钾溶液为电解质时，正极反应是O2 +
15、 2H2O + 4e=4OH，则负极反应为总反应离子方程式：以下题目A 层同学必须做，BC 层同学选做。20.铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO42-2PbSO4+2H2O 请回答下列问题：(1)铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“ ” ，另一个接线柱旁标有 “ ” ，则标有 “ ” 的接线柱放电时作极，充电时作极(2)放电时：负极的电极反应式是_，正极的电极反应式是 _， 电解液中H2SO4的浓度将变 _，当外电路通过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加_g。(3)在完全放电耗尽PbO2和 Pb 时，若按图连接，电解
16、一段时间后，则在A 电极上生成 _、 B 电极上生成_，此时铅蓄电池的正负极的极性将_ 21.据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为： 2CH3OH+3O2+4OH2CO32+ 6H2O，则下列说法错误的是（）A.放电时负极参加反应的是CH3OH B.充电时电解质溶液的pH 逐渐增大C.放电时消耗1mol O2转移 6 mol电子D.充电时每生成1 mol CH3OH 转移 6 mol 电子【学生自命题】一、原电池的工作原理1.原电池是能把化学能转化为电能的装置，而电解
17、池是把电能转化为化学能2. 负极材料为锌，正极材料为铜。电子由负极（锌）流向正极（铜）；电流由正极（铜）流向负极（锌）阴离子向负极移动，阳离子向正极移动正极 :Cu2+2e- =Cu (还原反应 ) 负极 :Zn - 2e- = Zn2+ Zn Cu CuSO4溶液名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学而不思则惘，思而不学则殆(氧化反应 ) Zn+CuSO4= ZnSO4+Cu 3. 活泼性不同的两
18、金属或金属与导电非金属（如石墨）做电极加入电解质溶液必须构成闭合回路二、金属的腐蚀与防护1 （1）金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀；电化学腐蚀过程中存在电极反应，产生微弱电流。（ 2）当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生腐蚀，这种腐蚀就是电化学腐蚀；根本原因：被腐蚀的金属成为原电池的负极，其原子失去电子变成金属阳离子，进入电解质溶液而耗损。（3）电化学腐蚀分为“ 析氢腐蚀 ” 、“ 吸氧腐蚀 ” 两种腐蚀。依据：水膜的酸碱性；一般金属腐蚀以“ 吸氧腐蚀 ” 为主；2金属防护的方
19、法有:（1）给金属表面加上保护层，将金属与外界隔开，如油漆、电镀。（2）电化学保护法：牺牲阳极保护法、阴极电保护法（3）运用电化学方法使金属表面钝化，将被保护金属接到外加电源的正极上（4）添加缓蚀剂三、化学电源1.一次电池、可充电电池、燃料电池三类。一次性电池只能放电不能充电，使用后即弃去，可能造成环境污染。锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，单位质量（或体积）能量比高，是十分理想的化学电源。可充电电池放电时是一个原电池，将化学能转化为电能；充电时是一个电解池，外加直流电使电池内发生电池反应的逆反应，将电能转化为化学能储存起来。2.锌锰干电池分酸性和碱性两种。酸性锌锰干电池：负极： Zn2e
20、=Zn2+ 正极： 2NH4+2e-=2NH3+H2 电池反应化学方程式：Zn+ 2MnO2+ 2NH4Cl= ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O 碱性锌锰干电池：负极：Zn+2OH2e-=ZnO+H2O正极：MnO2+2H2O+2e-=Mn(OH)2+2OH电池反应化学方程式：Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2问题 1.盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，形成了闭合回路。负极： Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应 )，正极： Cu2+2e- =Cu ( 还原反应 )；总反应： Zn+CuSO4= ZnSO4+Cu问题 2 铁、石墨、潮湿的酸性的空气构成了原电池，加快
21、了金属的腐蚀正极： 2H+2e- = H2 负极： Fe - 2e- = Fe2+电池反应： Fe+ H2SO4= FeSO4+ H2铁、石墨、潮湿的空气构成了原电池，加快了金属的腐蚀正 极 ： O2+2H2O+4e-= 4OH- 负 极 ： 2Fe - 4e-= 2Fe2+ 电 池 反 应 ：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2问题 3. 腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件酸性较强的电解质溶液弱酸性、中性、碱性电解质溶液名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -
22、 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学而不思则惘，思而不学则殆负极反应Fe - 2e- = Fe2+2Fe 4e-= 2Fe2+正极反应2H+2e- = H2O2+2H2O+4e- = 4OH总反应2H+ Fe=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 问题 4. 金属保护的措施： （1）给金属表面加上保护层，将金属与外界隔开，如油漆、电镀。（2）电化学保护法：牺牲阳极保护法、阴极电保护法（3）运用电化学方法使金属表面钝化，将被保护金属接到外加电源的正极上（4）添加缓蚀剂问题 5 1.铅蓄电池负极材料是铅、正极材料是二氧化铅，电解质溶液是30%H2SO4溶
23、液。2.放电是原电池：负极： Pb+SO42- 2e-= PbSO4正极： PbO2+4H+ SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 总反应： PbO2+ Pb+2H2SO4 2PbSO4 +2H2O 3.消耗硫酸的物质的量是2mol。负极质量增加：96g 正极质量增加：64g 4.蓄电池充电时，蓄电池正极和直流电源的正极接线柱连接，蓄电池负极和直流电源的负极接线柱连接。充电是电解池：阴极： PbSO4+2e- =Pb+SO42-阳极： PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+ 4H+ +SO42总反应： 2PbSO4 +2H2O 通电PbO2+ Pb+2H2SO4负极正极电极材料活泼的一
24、极不活泼的一极电子流动方向流出的一极流入的一极电流方向流入的一极流出的一极离子移动方向阴离子移向的一极阳离子移向的一极发生的反应类型氧化反应的一极还原反应的一极反应现象减轻的一极增重的一极问题 6 氢氧燃料电池1.负极： 2H2+4OH-4e-=4H2O 正极： O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应式：2 H2+O2 =2H2O 碱性减弱2.负极： 2H24 e-=4H+正极： O2+4H+4e-=2H2O 总反应式：2 H2+O2 =2H2O 酸性减弱（1）判断正、负极；（2）找出负极上失电子发生氧化反应的物质（一般是负极金属、燃料等还原剂） ，写出失电子的反应，若电解质与电极上生成的新
25、物质反应，把两步反应结合起来写出总的电极反应式；（3）找出正极上得电子发生还原反应的物质（一般是O2等氧化剂），写出得电子的反应，若电解质与电极上生成的新物质反应，把两步反应结合起来写出总的电极反应式；（4）电池反应 = 正极反应式 +负极反应式写出电池反应和简单电极反应，则复杂电极反应电池反应简单电极反应名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 学而不思则惘，思而不学则殆正极： O2+2H2O+4e-=
26、4OH- 负极： CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O 总反应： CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+2H2O 一、选择题DABCA BBCDD BBDC 二、填空15.铜线与铝线在潮湿的空气中构成原电池，铝作负极，加快铝线的腐蚀16. Zn 减小Ag2O Zn+ Ag2O =ZnO+2Ag 不变17. (1)铜氧化Cu-2e=Cu2+AgNO3溶液(2)有银白色固体析出，电极变粗(3)108g 18. (1)负极： 2H2+4OH- 4e-=4H2O 正极： O2+2H2O+4e-=4OH-H2 氧化2H2+O2 =2H2O (2) 负阳紫色液滴向D 极移动4OH-4e=2H
27、2O O24H+4e=2H2是氢气、氧气和氢氧化钾溶液形成了燃料电池19.负极： CH4+2H2O-8e=CO2+8H+正极： 2O2 8H+ 8e=4H2O CH4+10OH-8e=CO32-+7H2O CH4+2O2+2OH=CO32-+3H2O 20.(1)正阳(2)Pb+SO42-2e- =PbSO4PbO2+4H+ SO42-+2e-=PbSO4 +2H2O 小48 (3)Pb PbO2 对换21.C Cu C AgNO3溶液名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -