《原電池的原理及應(yīng)用》

原電池原理及應(yīng)用高考資源網(wǎng)

原電池以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行，從而產(chǎn)生電流，實現(xiàn)化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的裝置。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置叫做原電池.

知識掃描1、概念:從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池。高考資源網(wǎng)2、原電池的形成條件（3）

形成閉合回路

（兩電極用導(dǎo)線連接，或接觸,或用鹽橋連接。）（2）電解質(zhì)溶液

（1）兩導(dǎo)體作電極

知識掃描①活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體）;②兩不活潑的導(dǎo)體－石墨或Pt等（燃料電池電極）;③金屬和金屬氧化物(鉛蓄電池，銀鋅電池）.高考資源網(wǎng)Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑還原反應(yīng)失去電子溶液中氧化性的微粒得到電子3、工作原理較活潑金屬不活潑金屬或石墨Zn2+H+H+

e-SO42-溶液中，

從負(fù)極定向移動到正極，

從正極定向移動到負(fù)極，形成閉合回路?！稹稹稹稹餒2○SO42-CuZn負(fù)極正極陽離子陰離子知識掃描CuZn氧化反應(yīng)CuZn○○○○○○CuZn○○○○○○○○○○CuZn○○○CuZn○○○高考資源網(wǎng)4、正負(fù)極的判斷方法：（2）根據(jù)電流方向或電子流動的方向判斷（3）根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)判斷活潑性強(qiáng)的金屬作負(fù)極活潑性較弱的金屬或非金屬作正極電子流出的一極為負(fù)極,電子流進(jìn)的一極為正極電流是由正極流向負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極（4）根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象判斷

質(zhì)量減輕的一極為負(fù)極,質(zhì)量增加或有氣泡冒出的一極為正極（5）根據(jù)離子的定向移動方向判斷

陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極知識掃描（1）根據(jù)兩極材料判斷高考資源網(wǎng)稀硫酸CFeACuZn硫酸銅溶液食鹽水FeCA負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：Cu2++2e-=Cu總：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：2H++2e-

=H2↑總：Fe+2H+=Fe2++H2

↑負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：2H2O

+O2+4e-

=4OH-總：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓

知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫高考資源網(wǎng)

僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池：負(fù)極：M-xe-=Mx+

正極：視電解質(zhì)溶液而定

(1)酸性強(qiáng)析氫

(2)酸性弱或中性吸氧

(3)不活潑金屬鹽析出不活潑金屬方法點撥5、電極反應(yīng)式的書寫高考資源網(wǎng)負(fù)極：2Al+8OH－—6e-=2AlO2－

+4H2O正極：6H2O+6e-=3H2↑

+6OH－

總：2Al+2OH－

+2H2O=2AlO2－

+3H2↑

稀硫酸負(fù)極：Mg—2e-=Mg2+正極：2H++2e-

=H2↑總：Mg+2H+=Mg2++H2

↑判斷兩極時還要考慮電極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)情況,更易與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的一極作負(fù)極5、電極反應(yīng)式的書寫知識掃描高考資源網(wǎng)

氫氧燃料電池2e-2e-氫氣氧氣

H2OHH++OH

OH--A

負(fù)極

正極知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（燃料電池）稀H2SO4NaOH溶液高考資源網(wǎng)介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負(fù)極正極中性負(fù)極

正極堿性負(fù)極正極2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-要充分考慮電極反應(yīng)后產(chǎn)物所處的介質(zhì)----電解質(zhì)環(huán)境，應(yīng)將電解質(zhì)溶液中參與電極反應(yīng)的粒子寫進(jìn)電極反應(yīng)式。知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（燃料電池）高考資源網(wǎng)例:

據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電.試寫出該電池放電時的電極反應(yīng)和總反應(yīng)式.5、電極反應(yīng)式的書寫（燃料電池）知識掃描

燃燒反應(yīng)式

2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O電池總反應(yīng)

2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O負(fù)極:2CH3OH－12e－＋

16OH

－＝2CO32－＋12H2O正極:3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－高考資源網(wǎng)方法點撥5、電極反應(yīng)式的書寫

燃料電池1.先寫燃燒反應(yīng)式,再寫電池總反應(yīng)式2.然后寫正極反應(yīng)式3.最后用電池總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式,所得就是負(fù)極反應(yīng)式4.注意電極反應(yīng)產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液離子是否反應(yīng),正確利用“三守恒”高考資源網(wǎng)

(2006重慶理綜)鉛蓄電池是典型的可充型電池，正負(fù)極板是惰性材料，電池總反應(yīng)式：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4＋2H2O請回答下列問題：放電時：正極的電極反應(yīng)式是

電解液中H2SO4的濃度將變

；當(dāng)外電路通過1mol電子時，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加

g。

放電充電

PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O；

（負(fù)極：Pb-2e－+SO42-=PbSO4

）變小48知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（蓄電池）高考資源網(wǎng)方法點撥5、電極反應(yīng)式的書寫可充電電池1.確定放電時為原電池2.放電時,發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)為正極3.注意電極反應(yīng)產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液離子是否反應(yīng)4.利用“三守恒”高考資源網(wǎng)6、原電池原理的應(yīng)用知識掃描7.金屬的腐蝕及其防護(hù)析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)（pH＜4.3）水膜酸性很弱或中性電極反應(yīng)負(fù)極正極總反應(yīng)式Fe-2e—=Fe2+2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH–Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2高考資源網(wǎng)原電池應(yīng)用——化學(xué)電源負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+

正極（石墨）：

2NH4+

+2e-+2MnO2=2NH3+H2O+Mn2O3

總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+H2O+Mn2O3

1、鋅-錳干電池(酸性）常用電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式書寫高考資源網(wǎng)2、鉛蓄電池負(fù)極Pb：Pb+SO42--2e-=PbSO4正極PbO2：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電高考資源網(wǎng)鈕扣電池：不銹鋼制成一個由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO，3、銀-鋅電池負(fù)極：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

正極：Ag2O+H2O

+2e-=2Ag+2OH-總反應(yīng)：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag高考資源網(wǎng)5、海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）負(fù)極：4Al-12e—=4Al3+，正極：3O2+6H2O+12e—=12OH–總反應(yīng)：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3

4、燃料電池（如氫氧燃料電池、熔融鹽燃料電池等）高考資