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1、第18讲 原电池 化学电源本讲稿第一页，共二十页2011 2011 考纲展示考纲展示2012 2012 高考导视高考导视了解原电池的工作原理，能写了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其了解常见化学电源的种类及其工作原理。工作原理。1.1.对电化学的考查，主要是对电化学的考查，主要是原电池的原理、电极反应、原电池的原理、电极反应、应用。应用。2.2.要熟练掌握电极反应式的要熟练掌握电极反应式的书写。书写。本讲稿第二页，共二十页复习回顾复习回顾1 1、原电池是、原电池是_的装置。的装置。原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应
2、。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原氧化还原2 2、组成的原电池：、组成的原电池：（1 1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H H2 2SOSO4 4时：时：ZnZn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，）极，其电极反应为其电极反应为_，该反应，该反应是是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同）反应；，下同）反应；CuCu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,_,该反应是该反应是_反应。反应。（2 2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时：Zn Zn电极电极是是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反
3、应；反应；CuCu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,_,该反应该反应_反反应应.负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正2H2H+2e+2e-=H=H2 2还原还原负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu还原还原本讲稿第三页，共二十页相关概念相关概念1.电路：电路：外电路外电路内电路内电路电子流向：负极向正极电子流向：负极向正极电流方向：与电子流向相反电流方向：与电子流向相反阴离子流动方向：正极向负极阴离子流动方向：正极向负极阳离子流动方向：与电流方向一致阳离子流动方向：与电流方向一致2.电极：电极：正极：电子
4、流入的一极正极：电子流入的一极负极：电子流出的一极负极：电子流出的一极3.电极反应式：电极反应式：正极：正极：2H+2e-H2负极：负极：Zn2e-Zn2+4.总反应式：总反应式：Zn+2H+Zn2+H2本讲稿第四页，共二十页组成原电池的条件组成原电池的条件（1）有两种活动性不同的金属）有两种活动性不同的金属 （或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。）两极相连形成闭合电路。（4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。）内部条件：能自发进行氧化还原反应。本讲稿第五页
5、，共二十页【热点【热点1】原电池原理图解原电池原理图解 本讲稿第六页，共二十页热点热点2 原电池正负极的判断方法原电池正负极的判断方法 微观判断微观判断（根据电子流动方向（根据电子流动方向）电子流出的极电子流出的极电子流入的极电子流入的极负极负极正极正极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后，有气泡冒出的电极为正极工作后，有气泡冒出的电极为正极宏观判断宏观判断根据电极材料根据电极材料根据原电池电极发生根据原电池电极发生的反应的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出根据电极有气泡冒出较活泼的电极材料较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极质量增
6、加的电极工作后工作后 质量减少的电极质量减少的电极发生氧化反应的极发生氧化反应的极发生还原反应的极发生还原反应的极负极负极正极正极本讲稿第七页，共二十页(1)一般电极反应式的书写(普通原电池)热点热点2 电极方程式的书写电极方程式的书写本讲稿第八页，共二十页负极：负极：Cu Cu 失电子失电子 Cu-2e Cu-2e-=Cu=Cu2+2+正极：正极：Fe Fe3+3+得电子得电子 2Fe 2Fe3+3+2e+2e-=2Fe=2Fe2+2+Cu C CCu C CFeClFeCl3 3溶液溶液A A Cu+2FeClCu+2FeCl3 3=CuCl=CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2总
7、化学方程式：总化学方程式：即即 负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应负极负极+正极合成离子方程式：正极合成离子方程式：Cu +2FeCu +2Fe3 3 =Cu=Cu2 2+2Fe+2Fe2 2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极1.简单原电池简单原电池本讲稿第九页，共二十页2010广东广东如图，铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是如图，铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是()【典例精析】【典例精析】BCBCA正极反应为正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为电池反应为 ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从负极流向在外电路中，电子从负极流向 正极正极D盐桥中的盐桥中的K移向移向
8、ZnSO4溶液溶液本讲稿第十页，共二十页(2)复杂电极反应式的书写(燃料电池)热点热点2 电极方程式的书写电极方程式的书写燃料电池总反应：燃料电池总反应：实际上就是燃料的完全燃烧。实际上就是燃料的完全燃烧。负极（通入负极（通入燃料燃料）：）：燃料失去电子的氧化反应，燃料失去电子的氧化反应，正极（通入正极（通入氧化剂氧化剂）：）：氧化剂得到电子的还原反应。氧化剂得到电子的还原反应。复杂电极反应式较简单一极的电极反应式 总反应式 本讲稿第十一页，共二十页（1）氢氧燃料电池）氢氧燃料电池 酸性电解质酸性电解质 总反应：总反应：负极：负极：；正极：正极：；碱性电解质碱性电解质总反应：总反应：。负极：负
9、极：；正极：正极：；本讲稿第十二页，共二十页C(2007(2007 年广东年广东)科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为的燃料电池发电。电池负极反应为(）【典例精析】【典例精析】本讲稿第十三页，共二十页2010浙江浙江LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：电池中正极的电极反应式为：2LiFeS2e=Li2SFe。有关该电池的下列说法中，正确的是有关该电池的下
10、列说法中，正确的是()【典例精析】【典例精析】B本讲稿第十四页，共二十页【变式题】乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，电池总反应为【变式题】乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，电池总反应为C C2 2H H5 5OHOH3O3O2 22CO2CO2 23H3H2 2O O，下列说法错误的是，下列说法错误的是()A A电池工作时，质子向电池的正极电池工作时，质子向电池的正极迁移迁移B B电池工作时，电流由电池工作时，电流由b b极沿导体极沿导体流向流向a a极极C Ca a为负极，电极反应式是为负极，电极反应式是C C2 2H H5 5OH+3HOH+3H2 2O+12eO+12e-=2CO=2CO
11、2 2+12H+12H+D Db b为正极，电极反应式是为正极，电极反应式是4H4H+O+O2 2+4e+4e-=2H=2H2 2O OC本讲稿第十五页，共二十页热点热点4 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护 1 1金属腐蚀金属腐蚀(1)(1)定义：金属与周围的气体定义：金属与周围的气体(或液体或液体)发生发生 反应反应 而引起损耗的现象。而引起损耗的现象。(2)(2)本质：金属原子本质：金属原子 而被氧化而被氧化(3)(3)氧化还原氧化还原失电子失电子化学腐蚀化学腐蚀 电化学腐蚀电化学腐蚀 本讲稿第十六页，共二十页水泥水泥玻璃玻璃条件条件 金属在金属在较强的酸性较强的酸性溶液中溶液中 金属在金
12、属在中性或酸性中性或酸性很弱很弱的溶液中的溶液中 电极电极反应反应 负极负极(Fe)：Fe2eFe2正极正极(C)：2H2eH2 负极负极(Fe)：2Fe4e2Fe2正极正极(C)：2H2OO24e4OH 发生发生情况情况相对较少相对较少腐蚀速率一般较快腐蚀速率一般较快 非常普遍非常普遍腐蚀速率一般较慢腐蚀速率一般较慢 联系联系 两种腐蚀常相继发生，吸氧腐蚀为主两种腐蚀常相继发生，吸氧腐蚀为主 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较【要点深化】【要点深化】本讲稿第十七页，共二十页20102010上海上海 铁是用途最广的金属材料之一。铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同
13、学将盛有生铁屑的试为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中如图。数天管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中如图。数天后，他观察到的现象是后，他观察到的现象是()A A铁屑不生锈，试管内液面上升铁屑不生锈，试管内液面上升B B铁屑不生锈，试管内液面高度不变铁屑不生锈，试管内液面高度不变 C C铁铁屑生锈，试管内液面上升屑生锈，试管内液面上升D D铁屑生锈，试管内液面高度不变铁屑生锈，试管内液面高度不变【典例精析】【典例精析】C本讲稿第十八页，共二十页【变式题】如图，小试管内为红墨水，具支试【变式题】如图，小试管内为红墨水，具支试管内盛有管内盛有pHpH4 4的雨水和生
14、铁片。观察：开始的雨水和生铁片。观察：开始导管内导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是略高于小试管液面。以下有关解释合理的是()C本讲稿第十九页，共二十页2.2.金属腐蚀快慢的判断方法金属腐蚀快慢的判断方法(1)(1)电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学化学腐蚀腐蚀 有防护措施的腐蚀。有防护措施的腐蚀。(2)(2)对同一金属来说：强电解质溶液中的腐蚀对同一金属来说：强电解质溶液中的腐蚀 弱电解质溶液中的弱电解质溶液中的腐蚀腐蚀 非电解质溶液中的腐蚀。非电解质溶液中的腐蚀。(3)(3)对同一电解质溶液来说：一般浓度越大，金属的腐蚀越快。对同一电解质溶液来说：一般浓度越大，金属的腐蚀越快。本讲稿第二十页，共二十页