輪復習原電池和化學電源

1、高三化學系統(tǒng)復習（第一輪）高三化學系統(tǒng)復習（第一輪）第三章第三章 化學反應的能量變化化學反應的能量變化 電化學電化學樂學七中樂學七中專題專題12 12 原電池和化學電源原電池和化學電源 (第一課時第一課時）原電池原理及化學電源原電池原理及化學電源1. 了解原電池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。了解原電池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。2了解常見的化學電源，認識化學能與電能相互轉化的實際意義了解常見的化學電源，認識化學能與電能相互轉化的實際意義 及其重要應用。及其重要應用。3了解新型電池的電極反應及應用。了解新型電池的電極反應及應用。熱身練習熱身練習1如圖所示是如圖所

2、示是ZnZn和和CuCu形成的原電池，其實驗形成的原電池，其實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡上的記錄如下，則卡片上的興趣小組做完實驗后，在讀書卡上的記錄如下，則卡片上的描述合理的是描述合理的是( () )B熱身練習熱身練習2 2有關電化學知識的描述正確的是有關電化學知識的描述正確的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把，可以放出大量的熱，故可把該反應設計成原電池，把其中的化學能轉化為電能該反應設計成原電池，把其中的化學能轉化為電能B某原電池反應為某原電池反應為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，裝，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊脂的置中的鹽橋中可以是裝有含瓊脂的KC

3、l飽和溶液飽和溶液C因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導線連接后因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導線連接后放入濃硝酸中，若能組成原電池，必是鐵作負極、銅作正極放入濃硝酸中，若能組成原電池，必是鐵作負極、銅作正極D理論上說，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可設計理論上說，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可設計成原電池成原電池D3.結合下圖判斷，下列敘述正確的是結合下圖判斷，下列敘述正確的是A和和種正極均被保護種正極均被保護B和和中負極反應均是中負極反應均是 Fe2e =Fe2C和和中正極反應均是中正極反應均是 O22H2O4e=4OHD和和中分別加入少量中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液，均

4、有藍色沉淀溶液，均有藍色沉淀A電極名稱電極名稱負極負極正極正極電極材料電極材料鋅片鋅片銅片銅片電極反應電極反應_反應類型反應類型_反應反應_反應反應電子流向電子流向由由_極沿導線方向流向極沿導線方向流向_極極電池反應方程式電池反應方程式2.2.原電池構成條件原電池構成條件(1)(1)兩個活潑性不同的電極兩個活潑性不同的電極( (常見常見為金屬或石墨為金屬或石墨) )。(2)(2)將電極插入將電極插入_溶液中溶液中(3)(3)兩電極間構成閉合回路。兩電極間構成閉合回路。(4)(4)能自發(fā)進行的能自發(fā)進行的_反應反應1.原電池工作原理原電池工作原理鹽橋中離子移向鹽橋中離子移向1鹽橋的組成和作用鹽橋

5、的組成和作用(1)鹽橋中裝有飽和的鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍。等溶液和瓊脂制成的膠凍。(2)鹽橋的作用：連接內電路，形成閉合回路；鹽橋的作用：連接內電路，形成閉合回路； 平衡電荷，使原電池不斷產生電流。平衡電荷，使原電池不斷產生電流。3.鹽橋原電池的專題突破鹽橋原電池的專題突破 圖圖1和圖和圖2兩裝置的兩裝置的相同點相同點：正負極、電極反應、總反應、：正負極、電極反應、總反應、反應現(xiàn)象。反應現(xiàn)象。 負極：負極：Zn2e=Zn2 正極：正極：Cu22e=Cu總反應：總反應：ZnCu2=CuZn2不同點不同點：圖：圖1中中Zn在在CuSO4溶液中直接接觸溶液中直接接觸C

6、u2，會有一部分，會有一部分Zn與與Cu2直接反應，該裝置中既有化學能和電能的轉化，又直接反應，該裝置中既有化學能和電能的轉化，又有一部分化學能轉化成了熱能，裝置的溫度會升高。有一部分化學能轉化成了熱能，裝置的溫度會升高。圖圖2中中 Zn和和CuSO4溶液在兩個池子中，溶液在兩個池子中，Zn與與Cu2不直接接觸，不直接接觸，不存在不存在Zn與與Cu2直接反應的過程，所以僅是化學能轉化成了直接反應的過程，所以僅是化學能轉化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。關鍵點：關鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。

7、 1.(2010全國卷全國卷)如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個電極由有機光敏燃料電池的一個電極由有機光敏燃料(S)涂覆在納米晶體表面制成，涂覆在納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構成，電池中發(fā)生的反應為：另一電極由導電玻璃鍍鉑構成，電池中發(fā)生的反應為： TiO2/S - TiO2/S*(激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)) TiO2/S*TiO2/Se I3 2e3I2TiO2/S3I 2TiO2/S I3 下列關于該電池敘述錯誤的是下列關于該電池敘述錯誤的是()。A電池工作時，是將太陽能轉化為電能電池工作時，是將太陽能轉化為電能B電池工作時，電池工作時，

8、I離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電C電池中鍍鉑導電玻璃為正極電池中鍍鉑導電玻璃為正極D電池的電解質溶液中電池的電解質溶液中I3和和I的濃度不會減少的濃度不會減少B 思考：思考：如何判斷一個原電池的極板正負？如何判斷一個原電池的極板正負？A 5.5.原電池原理的應用原電池原理的應用請回答下列問題：請回答下列問題：(1)電極電極X的材料是的材料是_；電解質溶液電解質溶液Y是是_。(2)銀電極為電池的銀電極為電池的_極，極，寫出兩電極的電極反應式：寫出兩電極的電極反應式：銀電極：銀電極：_X電極：電極：_(3)外電路中的電子是從外電路中的電子是從_電極流向電極流向_電極。電極

9、。(4)鹽橋中向鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是溶液中遷移的離子是_(填序號填序號)。AK BNO3- CAg DSO42-(5)其中其中CuSO4溶液能否被溶液能否被H2SO4(稀稀)溶液代替溶液代替_。Ag電極能否被石墨代替電極能否被石墨代替_。高三化學系統(tǒng)復習（第一輪）高三化學系統(tǒng)復習（第一輪）第三單元第三單元 化學反應與能量化學反應與能量考點考點3-2 3-2 原電池和化學電源原電池和化學電源 (第二課時第二課時）原電池原理及化學電源原電池原理及化學電源1. 了解原電池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。了解原電池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。2了解常見的

10、化學電源，認識化學能與電能相互轉化的實際意義了解常見的化學電源，認識化學能與電能相互轉化的實際意義 及其重要應用。及其重要應用。3了解新型電池的電極反應及應用。了解新型電池的電極反應及應用。 3. 分析下圖所示的四個原電池的正極和負極，寫出每個裝置的分析下圖所示的四個原電池的正極和負極，寫出每個裝置的電極反應。電極反應。 書寫電極反應式時，要根據電極材料、電解質溶液分析電極書寫電極反應式時，要根據電極材料、電解質溶液分析電極反應和電極產物，寫出電極反應式，還要注意電子守恒。反應和電極產物，寫出電極反應式，還要注意電子守恒。電極反應式的書寫電極反應式的書寫(3) 正、負兩極反應式在確保得失電子數(shù)

11、目相等的前提下，正、負兩極反應式在確保得失電子數(shù)目相等的前提下， 加和可得電池反應總方程式。加和可得電池反應總方程式。(1) 負極為活潑金屬時，一般失去電子形成可溶性穩(wěn)定價態(tài)陽負極為活潑金屬時，一般失去電子形成可溶性穩(wěn)定價態(tài)陽 離子，或進入溶液，或與電解質發(fā)生反應；若為燃料電池，離子，或進入溶液，或與電解質發(fā)生反應；若為燃料電池， 負極一般不參與反應，可燃氣體失去電子，形成穩(wěn)定的氧負極一般不參與反應，可燃氣體失去電子，形成穩(wěn)定的氧 化產物，或進一步與電解質溶液反應。化產物，或進一步與電解質溶液反應。(2) 正極上，一般是溶液中氧化性最強的微粒獲得電子被還原，正極上，一般是溶液中氧化性最強的微粒

12、獲得電子被還原， 生成穩(wěn)定的還原產物，或進一步與電解質溶液反應生成穩(wěn)定的還原產物，或進一步與電解質溶液反應注意：注意：負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共 存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應 式；若正極上的反應物質是式；若正極上的反應物質是O2，且電解質溶液為中性或堿性，且電解質溶液為中性或堿性， 則水必須寫入正極反應式中，且則水必須寫入正極反應式中，且O2生成生成OH，若電解質溶液，若電解質溶液 為酸性，則為酸性，則H必須寫入正極反應式中，與必須寫入正極反應式中，

13、與O2生成水。生成水。(1)先確定原電池的正負極，列出正負極上的反應物質，并標出先確定原電池的正負極，列出正負極上的反應物質，并標出 相同數(shù)目電子的得失。相同數(shù)目電子的得失。(2)注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共 存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應 式；若正極上的反應物質是式；若正極上的反應物質是O2，且電解質溶液為中性或堿性，且電解質溶液為中性或堿性， 則水必須寫入正極反應式中，且則水必須寫入正極反應式中，且O2生成生成OH，若電解質溶液，若電解質溶液

14、 為酸性，則為酸性，則H必須寫入正極反應式中，必須寫入正極反應式中，O2生成水。生成水。(3)(3)正負極反應式相加得到電池反應的總反應式。若已知電池正負極反應式相加得到電池反應的總反應式。若已知電池 反應的總反應式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，反應的總反應式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式， 然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極 的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。用用“加減法加減法”書寫電極反應式書寫電極反應式【例例1】有人設計以有人設計以Pt和和Zn

15、為電極材料，埋入人體內作為某種為電極材料，埋入人體內作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內體液中含有的心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內體液中含有的一定濃度的溶解氧、一定濃度的溶解氧、H和和Zn2進行工作，試寫出該電池的兩進行工作，試寫出該電池的兩極反應式極反應式?！纠?】Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應可表示。電池的總反應可表示為為4Li2SOCl2=4LiClSSO2。請回答下列問題：請回答下列問題：(1)電池的負極材料為電池

16、的負極材料為_發(fā)生的電極反應發(fā)生的電極反應(2)電池正極發(fā)生的電極反應為電池正極發(fā)生的電極反應為_?！纠?】鋁鋁-空氣海水電池：以鋁板為負極，鉑網為正極，空氣海水電池：以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流。海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流。電池總反應為電池總反應為4Al3O26H2O=4Al(OH)3負極：負極：_正極：正極：_電解質包含：酸性電解質溶液，如電解質包含：酸性電解質溶液，如H2SO4溶液；溶液； 堿性電解質溶液，如堿性電解質溶液，如NaOH溶液；溶液； 熔融氧化物，如熔融氧化物，如Y2O3； 熔融鹽如碳酸鹽，熔融鹽如碳酸鹽，K2

17、CO3等。等。燃料電池電極反應式的書寫燃料電池電極反應式的書寫電極：惰性電極。負極電極：惰性電極。負極_正極正極_燃料包含：燃料包含：H2、CO、烴、烴(如如CH4、C2H6)、醇、醇(如如C2H5OH)等。等。 燃料電池一般在燃料電池一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是正極上發(fā)生還原反應的物質都是O2，隨著電解，隨著電解質溶液的不同，其電極反應有所不同，質溶液的不同，其電極反應有所不同，我們要我們要熟悉以下四種情況熟悉以下四種情況：(1)酸性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：酸性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O24H4e=2H2O(2)堿性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：堿性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O

18、22H2O4e=4OH(3)固體電解質固體電解質(高溫下能傳導高溫下能傳導O2)環(huán)境下電極反應式：環(huán)境下電極反應式： O24e=2O2(4)熔融鹽熔融鹽(如：熔融如：熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應式：環(huán)境下電極反應式： O22CO24e=2CO32-【例例4】以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應 式的書寫方法：式的書寫方法：(1)酸性條件酸性條件 (2)堿性條件堿性條件(3)固體電解質固體電解質(高溫下能傳導高溫下能傳導O2)(4)熔融碳酸鹽熔融碳酸鹽(如：熔融如：熔融K2CO3)環(huán)境下環(huán)境下寫出甲醚燃料電池在不同的環(huán)境下的電極反應寫出甲

19、醚燃料電池在不同的環(huán)境下的電極反應 負極負極_ _ 正極正極_(1)酸性條件酸性條件 (2)堿性條件堿性條件(3)固體電解質固體電解質(高溫下能傳導高溫下能傳導O2)(4)熔融碳酸鹽熔融碳酸鹽(如：熔融如：熔融K2CO3)環(huán)境下）環(huán)境下）練習練習1 1 電池是人類生產和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的電池是人類生產和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學對人類的一項重大貢獻。下列有關電池的敘述正確發(fā)明是化學對人類的一項重大貢獻。下列有關電池的敘述正確的是的是()A鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細B氫氧燃料電池可將熱能直接轉變?yōu)殡娔軞溲跞剂想姵乜蓪崮?/p>

20、直接轉變?yōu)殡娔蹸氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化D太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅CAZn2e2OH=Zn(OH)2。 ZnAg2O=ZnO2Ag 常見的化學電源常見的化學電源（一）（一） 一次電池一次電池1堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池 一次電池一次電池總反應式：總反應式：Zn2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2。正極反應：正極反應：2MnO22H2O2e=2MnO(OH)2OH；負極反應：負極反應： Pb PbO2 Pb2eSO =PbSO4 PbO22e4HSO =PbSO42H2O 2424PbSO42e=PbSO PbSO42H2O2e=PbO24HSO 2424思考：可充電電池放電和充電時極板應該怎樣接？思考：可充電電池放電和充電時極板應該怎樣接？O24e4H=2H2O 環(huán)形玻璃攪拌棒環(huán)形玻璃攪拌棒溫度計溫度計3注意事項注意事項(1)碎泡沫塑料碎泡沫塑料(或紙條或紙條)及泡沫塑料板的作用是及泡沫塑料板的作用是_(2)為保證酸、堿完全中和，常采用為保證酸、堿完全中和，常采用_稍稍過量。稍稍過量。