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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 原电池 化学电源考点 1 原电池原理 1原电池的反应原理：自发的、放热的氧化仍原反应原电池的电路工作原理： 外电路 负极失去电子, 电子经导线流向正极； 内电路 溶液中阴阳离子发生定向移动,向负极移动,向正极移动；2原电池的电极和电极反应：正极：符号“+” ,得到电子,发生 负极：符号“ ”,失去电子,发生 以锌铜电池 电解液 H2SO4溶液 为例：电子经导线流向正极氧化反应仍原反应+2e =H2失电子 Zn Cu 得电子锌溶解 SO2铜极不变4 Zn 2e=Zn 2+阴离子向负极移动；阳离子向正极移动 2H3原电池形成的一般条件：1 两极：的
2、金属 或一种是金属,另一种是非金属导体 ；2 电解质溶液：电极必与电解质溶液接触；3 形成闭合回路：电极相互接触或 连接；特殊提示： 原电池形成仍有一个隐藏条件：能发生自发的氧化仍原反应例 1在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是（）A B C D E F解析 A 两个电极相同,所以不能发生原电池反应；C中液体为非电解质乙醇,所以不能发生原电池反应；F 不能形成闭合电路,所以不能发生原电池反应；【答案】 B、D、E； 规律总结 把握形成原电池的一般条件 .考点 2 常用的化学电源和新型化学电源 1有用电池的特点有用电池一般具有以下的特点：（1）能产生比较稳固而且较高电压的电流；（2）安全、
3、耐用且便于携带, 易于保护；（3）能够适用于各种环境； （4）便于回收处理（5）能量转换率；, 不污染环境或对环境的污染影响较小；2几种常见的电池和新型电池分类及反应原理简介 化学电池分类 : 名师归纳总结 电池 如锌锰干电池、碱性锌锰电池 第 1 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电池 又叫充电电池或蓄电池 如铅蓄电池 电池 如氢氧燃料电池 1 一次电池碱性锌锰电池构成 : 负极是锌 , 正极是 MnO 2, 正极是 KOH 工作原理 : 负极 Zn+2OH2e=ZnOH2；正极 :2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH总反应
4、式 :Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+ZnOH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；钮扣式电池 银锌电池 锌银电池的负极是Zn,正极是 Ag20,电解质是KOH,总反应方程式：Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特点：此种电池比能量大,电压稳固,储存时间长,相宜小电留恋续放电；锂电池锂电池用金属锂作负极,石墨作正极,电解质溶液由四氯化铝锂LiAlCl4 溶解在亚硫酰氯 SOC12 中组成；锂电池的主要反应为：负极：8Li 8e8Li+ ；正极： 3SOC1 2+8eSO32+2S+6Cl总反应式为： 8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S 特
5、点：锂电池是一种高能电池,质量轻、电压稳固、工作效率高和贮存寿命长的优点；2 二次电池铅蓄电池 : 1 铅蓄电池放电原理的电极反应负极： Pb+S04 22ePbSO 4；正极： Pb02+4H +S042+2ePbSO4+2H20 总反应式： Pb+PbO2+2H2SO42PbS04+2H2O 2 铅蓄电池充电原理的电极反应阳极： PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H +SO4 22；阴极： PbSO 4+2e=Pb+SO总反应： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO 2+2H2SO4镍一镉碱性蓄电池构成 : 放电时镉 Cd 为负极 , 正极是 NiOOH, 电解液是 KOH 工作原理
6、: 负极 :Cd+2OH2e=CdOH2；正极 :2NiOOH+2H 2O+2e=2NiOH 2+2OH总反应式 :特点：电压稳固、使用便利、安全牢靠、使用寿命长,但一般体积大、废弃电池易污染环境；3 燃料电池氢氧燃料电池当用碱性电解质时,电极反应为：负极： 2H2+40H 4e4H20；正极： 02+2H20+4e40H总反应： 2H2+022H2O 甲烷燃料电池名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通甲烷和氧气；负极： CH4+10OH8e=CO3 2+7H2O；正
7、极： 2O2+4H2O+8e=8OH总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH=K 2CO3+3H2O CH3OH燃料电池用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中,然后向两极分别通入CH3OH和 O2,就发生了原电池反应；负极： 2CH3OH +16OH12e=2CO3 2+12H2O；正极： 3O2+6H2O+12e=12OH总反应方程式为：2CH3OH+3O 2+4KOH=2K 2CO3+6H2O 3正确书写电极反应式1 列出正负电电极上的反应物质, 在等式的两边分别写出反应物和生成物；2 在反应式的左边写出得失电子数, 使得失电子；（得失电子守恒）3 使质量守恒； 电极反应式书写时留意: 负
8、极反应生成物的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存；如不共存,就该电解质溶液中的阴离子应当写入负极反应式 ; 如正极上的反应物质是 O2,且电解质溶液为中性或碱性,就 H2O必需写入正极反应式,且生成物为 OH,如电解液为酸性, 就 H +必需写入反应式中程式的书写要求；, 生成物为 H2O；电极反应式的书写必需遵循离子方4 正负极反应式相加得到；如能写出总反应式, 可以减去较易写出的电极反应式, 从而写出较难书写的电极方程式； 例 2 （08 江苏卷）镍镉（ Ni-Cd ）可充电电池在现代生活中有广泛应用；已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH 溶液,其充、放电按下式进行：2O Cd + 2Ni
9、OOH +2H2O 放电CdOH 2 + 2NiOH 2充电有关该电池的说法正确选项（）A充电时阳极反应：NiOH 2 e+ OH- = NiOOH + HB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极邻近溶液的碱性不变 D放电时电解质溶液中的 OH-向正极移动解析 此题是考查常见的镍镉（Ni-Cd ）可充电电池的工作原理；由充电时方程式中的 Cd 和 Ni 的化合价的变化可知,充电时 NiOH 2 作阳极,电解质溶液为 KOH ,所以电极 反应式为： NiOH 2e OH- =NiOOH H2O；CdOH 2 作阴极, CdOH 22e=Cd2OH；充电的过程是将电能转化为化学能,放电时,C
10、d 作负极, Cd2e2OH =CdOH2,Cd 四周的 cOH下降, OH向负极移动；【答案】A；方法技巧 : 二次电池第一需要判定什么情形下是原电池,什么情形下是电解池,二次电池 充电时是电解池, 放电时是原电池；充电和放电是在两种不同的条件下发生的,充电是在外接电源条件下发生的非自发氧化仍原反应 原反应；考点 3 原电池 PH值的变化和简洁运算1在原电池工作时,由于, 放电是在无外接电源条件下发生的自发氧化仍失去电子进入电解溶液,正极邻近的阳离子得到电名师归纳总结 子从溶液中析出, 可能会引起溶液PH值的变化；PH 值；当正第 3 页,共 8 页1 当负极产生的金属离子结合溶液中的H时,
11、 电极邻近的溶液极 O2 得电子时结合溶液中的水时,生成OH使溶液中的PH值增大；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 电池工作时整个溶液PH值的变化必需从总反应式来分析；当电解液中酸被消耗时,溶液 PH值增大,当电解质溶液中碱被消耗时,溶液 PH值减小；2原电池的有关运算电子守恒法是依据氧化剂与仍原剂相等这一原就进行运算的；电子守恒法是氧化仍原运算的最基本的方法；运算时可由电极反应式中的氧化剂 或得电子 之间的关系进行运算； 或仍原剂 与失去的电子 例 3 2007年高考理综宁夏卷,原电池14分1 将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个
12、电流计；锌 片 上 发 生 的 电 极 反 应 ： _ ； 银 片 上 发 生 的 电 极 反 应 ：_ ；2 如该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为 47 g,试运算：产生氢气的体积 标准状况 ；通过导线的电量； 已知 NA= 6.02 10 23 /mol ,电子电荷为 1.60 1019 C 解析 1 依据金属活泼性分析得出锌片为负极,银片为正极,相应电极反应为：Zn 2e = Zn 2；2H2e = H 2 ；2 锌片与银片减轻,是因与酸反应： Zn2H = Zn2H2转移 2e； Q = 3.8 10 4 C；6065gg = 22
13、.4 V HL 2 =2mol6. 021023mol11.601019Cg47Q得 VH2 = 4.5 L； Q = 3.8 104 C ；【答案】 1Zn 2e = Zn2； 2H 2e = H 2 2 VH 2 = 4.5 L 规律总结 依据原电池基本原理分析写出其电极反应式或总方程式, 然后依据方程式来计算； 参考答案考点 1 原电池原理1. 阴离子、阳离子2. 仍原反应、氧化反应3活泼性不同,用导线、盐桥考点 2 常用的化学电源和新型化学电源1高2一次、二次、燃料3总数相等、电池反应的总方程式考点 3 原电池 PH值的变化和简洁运算1 负极金属、降低2得失电子数目1氢氧燃料电池2H
14、2 O22H 2O电解液 负极反应式 正极反应式KOH 溶液 H22e- 2OH-2H 2O O22H 2O4e-4OH-硫酸溶液 H 22e- 2H + O2 4H + 4e-2H 2O 熔化氧化物 H 22e- O 2- H 2O O24e-2O 2-2有机物燃料电池名师归纳总结 条件电极反应式第 4 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 甲烷 /KOH 溶液负极CH 48e-10OH-CO 32-7H 2O 正极O22H 2O4e-4OH-丁烷 /硫酸溶液负极C4H10 26e-8H 2O4CO 226 H+正极O2 4H+4e-2H
15、2O 甲醇 /熔化氧化物负极CH 4O 6e-3O2- CO 22H 2O 正极O24e-2O2-3可充电电池名师归纳总结 电池电极反应式第 5 页,共 8 页总反应2NiOH 2+CdOH 2充电Cd+2NiOOH+2H2O放电镍（ Ni）镉负极Cd2e-2OH-CdOH 2（Cd ）电池正极NiOOH e-H2ONiOH 2 OH-阴极CdOH 22e-Cd 2OH-阳极NiOH 2OH- e-NiOOH H 2O 总反应1H +NiOOH放电NiOH 22充电氢镍电池负极H22e- 2OH-2H 2O 正极NiOOH e-H2ONiOH 2 OH-锂离子电池总反应LiLiMn 2O4放
16、电Li2Mn 2O4充电（熔化锂盐电负极Li e-Li+解质）正极LiMn 2O4 e- Li+Li2Mn 2O 4练习： 1、我国首创以铝 空气 海水电池为能源的新型海水标志灯；该灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流； 只要把灯放入海水中数分钟,就会发出刺眼的白光,请回答：该电源负极材料是 _,正极材料可以用 _；正极反应： _,负极反应： _；答案： 铝； 石墨；2H2OO24e 4OH ；Al 3e Al3+；2、市场上出售的“ 热敷袋” 其主要成分是铁屑、炭粉、木屑和 少量氯化钠、水等； “ 热敷袋” 启用之前用塑料袋使其与空气隔绝；启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会
17、放出热量；使用完后,会发觉有大量铁锈存在；请回答以下问题：1 “ 热敷袋” 放出的热量是利用了铁2 炭粉的主要作用是3 加入氯化钠的主要作用是放出的热量；4 试写出有关的电极反应式和化学方程式答案： 1 被氧化； 2 充当正极材料,与 Fe 构成原电池,加快；Fe的氧化作用；3 导电,形成电解质溶液；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4 2Fe-4e=2Fe 2+、O2+2H2O+4e=4OH4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH3、2FeOH3=Fe2O3+3H2O 3、有人将铂丝插入氢氧化钾溶液中作电极,又在两个极片上分别通入甲烷和氧气就形成电池
18、,从而设计出一种燃料电池；该电池中通甲烷的铂丝为 _极,发生的电极反应为 _；该电池工作时（放电）的总化学方程式为 _；电池工作时溶液的 pH 值将 _；答案： 负极； CH410OH8e CO 3 2-7H2O；CH42O22KOHK2CO 33H2O；变小4、称取三份锌粉,分盛三支试管里,试管甲里加入 pH3 的盐酸 50 mL,在试管乙里加入 pH3 的醋酸 50 mL,在试管丙里加入 pH3 的醋酸 50 mL 及少量的铜粉；塞上导管塞子,定时测定生成氢气的体积；如反应终了时,生成氢气一样多,且锌没有剩余； 1 请用 、回答以下各问： 三支试管中参与反应的锌的质量为甲乙丙； 反应终了时
19、,所需反应时间的比较为甲乙丙；2 用文字简要说明： 反应所需时间最长的缘由是盐酸浓度低于 HAc ,反应过程中,H+削减较 HAc 快速；浓度越低反应速度越慢,故盐酸 甲试管 反应时间最长； 乙、丙反应速度同否？不同,其理由是丙中有很多微电池加快了反应速度；故丙乙；电 解 池方法四步骤 ：一写二选三放电四分析一写：写出全部离子（含阳极金属Pt 、Au 外）二选：挑选离子或金属+ 阳极：阳极金属为冠军,S2-IBrClOH阴极： Ag+Fe 3+Cu2+H+ Na+Ca2+K三放电：用所选离子或金属写电极的应式四分析：分析产物组成情形类型四种类型一是电解 溶质 ：用石墨作电极电解阴极： Cu 2
20、+2e=Cu阳极： 2Cl2e=Cl 2总反应： CuCl 2 Cu+Cl2二是电解 水：用石墨作电极电解CuCl2溶液Na2SO4溶液名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 阴极： 4H +4e=2H2阳极： 4OH4e=2H2O+O 2第 7 页,共 8 页总反应： 2H2O2H2 +O2三是电解 溶质和水 ：用石墨作电极电解阴极： 2H +2e=H2阳极： 2Cl2e=Cl 2NaCl 溶液总反应： 2NaCl+2H2O2NaOH+H 2 +Cl 2用石墨作电极电解 CuSO 4溶液阴极： 2Cu 2+
21、4e=2Cu阳极： 4OH4e=2H2O+O 2总反应： 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2四是电解 阳极金属和溶液中阳离子以铜为阳极电解硫酸铜溶液：电镀以铜为阳极电解硫酸钠溶液：铜与水反应Cu+2H2OCuOH2+H2以铁为阳极电解硫酸铜溶液：铁与硫酸铜的应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 练习 1、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH 的工艺流程示意图如下：名师归纳总结 依照图示,完成以下填空：第 8 页,共 8 页（1）在电解过程中,与电源正极相联的电极上所发生反应的化学方程式为 _,与电源负极相连
22、的电极邻近,溶液 pH 值_（选填：不变上升或下降） ；（2）工业食盐含Ca2、Mg2等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为 _；（3）假如粗盐中 SO42含量较高,除去SO4 2必需添加钡试剂,该钡试剂可以是_；ABaOH2 BBaNO3 2 CBaCl2 （4）为有效除去 Ca2、Mg 2、 SO4 2,加入试剂的合理次序为 _（选填 A 、B、C,多填扣分）；A先加 NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂；B先加 NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3；C先加钡试剂,后加（5）脱盐工序中利用NaOH,再加 Na2CO3；NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异,通过 _冷却、 _（填写操作名称）除去NaCl；（6）在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止 Cl 2 与 NaOH 反应；采纳无隔膜电解冷的食盐水时,Cl 2 与 NaOH 充分接触,产物仅是 NaClO 和 H 2,相应的化学方程式为_ 答案（ 1）2Cl - 2e = Cl 2上升（2）Ca 2+CO 2 =CaCO 3 , Mg 2 +2OH=MgOH2 ；（3）A、C （4）B、C （5）蒸发过滤（6）NaCl +H2O NaClO + H2 或 2NaCl+2H2OH2 +Cl 2 +2NaOHCl 2+2NaOH=NaCl+NaClO+H 2O - - - - - - -