原電池與化學(xué)電源

1、原電池原電池 化學(xué)電源化學(xué)電源金版新學(xué)案金版新學(xué)案制作制作地球與地圖地球與地圖欄目索引欄目索引請(qǐng)請(qǐng)點(diǎn)點(diǎn)擊擊相相關(guān)關(guān)欄欄目目2413考點(diǎn)考點(diǎn) 梯級(jí)落實(shí)梯級(jí)落實(shí)微課微課 通法悟道通法悟道真題真題 重組集訓(xùn)重組集訓(xùn)課時(shí)課時(shí) 規(guī)范訓(xùn)練規(guī)范訓(xùn)練考點(diǎn)一原電池及其工作原理考點(diǎn)一原電池及其工作原理【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】1 1概念概念把把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電能電能的裝置。的裝置。2 2形成條件形成條件(1)(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)發(fā)生。發(fā)生。(2)(2)二看兩電極：一般是二看兩電極：一般是金屬活潑性不同的兩電極金屬活潑性不同的兩電極。(3)(

2、3)三看是否形成閉合回路。形成閉合回路需三個(gè)條件：三看是否形成閉合回路。形成閉合回路需三個(gè)條件： 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液； 兩電極直接或間接接觸；兩電極直接或間接接觸； 兩電極插入電解質(zhì)溶液。兩電極插入電解質(zhì)溶液。3 3工作原理工作原理( (以下圖銅以下圖銅鋅原電池為例鋅原電池為例) )電極材料電極材料鋅鋅銅銅電極名稱電極名稱負(fù)極負(fù)極正極正極電極反應(yīng)電極反應(yīng)ZnZn2e2e=Zn=Zn2 2CuCu2 22e2e=Cu=Cu反應(yīng)類型反應(yīng)類型氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向電子流向電子從電子從負(fù)負(fù)極流出經(jīng)外電路流入極流出經(jīng)外電路流入正正極極離子流向離子流向陽(yáng)離子流向陽(yáng)離子流向正正極，陰離子

3、流向極，陰離子流向負(fù)負(fù)極極【問題與探究問題與探究】1 1判斷正誤判斷正誤( (正確的打正確的打“”“”，錯(cuò)誤的打，錯(cuò)誤的打“”)”)(1)(1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是負(fù)極在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是負(fù)極( () )(2)(2)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)( () )(3)(3)在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)( () )(4)(4)帶有帶有“鹽橋鹽橋”的原電池比不帶的原電池比不帶 “ “鹽橋鹽橋”的原電池的原電池電流持續(xù)時(shí)

4、間長(zhǎng)電流持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)( () )使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)導(dǎo)電通路。使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)導(dǎo)電通路。使溶液保持電中性，氧化還原反應(yīng)能順利進(jìn)行產(chǎn)生使溶液保持電中性，氧化還原反應(yīng)能順利進(jìn)行產(chǎn)生持續(xù)的電流。持續(xù)的電流。3.3.兩個(gè)半電池構(gòu)成的原電池中，鹽橋的作用是什么？?jī)蓚€(gè)半電池構(gòu)成的原電池中，鹽橋的作用是什么？2 2在下列原電池圖示中依據(jù)電子流向和離子移動(dòng)方向畫出在下列原電池圖示中依據(jù)電子流向和離子移動(dòng)方向畫出形成閉合回路的原理。形成閉合回路的原理。使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)導(dǎo)電通路。使溶液保持電中使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)導(dǎo)電通路。使溶液保持電中性，氧化還原反應(yīng)能順利進(jìn)行產(chǎn)生持續(xù)的電流。性，氧

5、化還原反應(yīng)能順利進(jìn)行產(chǎn)生持續(xù)的電流。2.2.根據(jù)右圖，可判斷出下列離子方程式中根據(jù)右圖，可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是( () )A A2Ag(s)2Ag(s)CdCd2 2(aq)=2Ag(aq)=2Ag(aq)(aq)Cd(s)Cd(s)B BCoCo2 2(aq)(aq)Cd(s)=Co(s)Cd(s)=Co(s)CdCd2 2(aq)(aq)C C2Ag2Ag(aq)(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd(s)=2Ag(s)CdCd2 2(aq)(aq)D D2Ag2Ag(aq)(aq)Co(s)=2Ag(s)Co(s)=2Ag(s)CoCo2 2(aq)(aq)【題組訓(xùn)練題組

6、訓(xùn)練】題組一題組一 原電池構(gòu)的判斷原電池構(gòu)的判斷1 1下列示意圖中能構(gòu)成原電池的是下列示意圖中能構(gòu)成原電池的是( () )1.1.解析：解析：CuCu與稀硫酸不反應(yīng)，與稀硫酸不反應(yīng)，A A裝置不能構(gòu)成原電池；裝置不能構(gòu)成原電池；AlAl與氫與氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，B B裝置能構(gòu)成原電池；裝置能構(gòu)成原電池；C C裝置中裝置中的的“導(dǎo)線導(dǎo)線”不是鹽橋，不能構(gòu)成原電池；不是鹽橋，不能構(gòu)成原電池；D D裝置中缺少鹽橋。裝置中缺少鹽橋。B B A A 2.2.解析：從兩個(gè)原電池的電極可以判斷出三種金屬的活動(dòng)解析：從兩個(gè)原電池的電極可以判斷出三種金屬的活動(dòng)性關(guān)系為：性關(guān)

7、系為：CdCoAgCdCoAg，則氧化性關(guān)系為：，則氧化性關(guān)系為：CdCd2 2CoCo2 2AgBCDEABCDE B BACDBE ACDBE C CCABDE DCABDE DBDCAEBDCAE4 4有有A A、B B、C C、D D四種金屬，做如下實(shí)驗(yàn)：將四種金屬，做如下實(shí)驗(yàn)：將A A與與B B用導(dǎo)線用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B B不易腐蝕；將不易腐蝕；將A A、D D分別投分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，D D比比A A反應(yīng)劇烈；將銅浸入反應(yīng)劇烈；將銅浸入B B的的鹽溶液里，無(wú)明顯變化，如果把銅浸入鹽溶液里，無(wú)明顯變化，

8、如果把銅浸入C C的鹽溶液里，有金屬的鹽溶液里，有金屬C C析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是 ( () )A AABCD BABCD BCDABCDAB C CDABC DDABC DABDCABDCC C5 5把適合題意的圖像填在橫線上把適合題意的圖像填在橫線上( (用用A A、B B、C C、D D表示表示) )(1)(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉將等質(zhì)量的兩份鋅粉a a、b b分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)向向a a中加入少量的中加入少量的CuSOCuSO4 4溶液，產(chǎn)生溶液，產(chǎn)生H H2 2的體積的體積V(L)V(L)

9、與時(shí)間與時(shí)間t t (min)(min)的關(guān)系是的關(guān)系是_。(2)(2)將過量的兩份鋅粉將過量的兩份鋅粉a a、b b分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向a a中加入少量的中加入少量的CuSOCuSO4 4溶液，產(chǎn)生溶液，產(chǎn)生H H2 2的體積的體積V(L)V(L)與時(shí)間與時(shí)間t(min)t(min)的關(guān)系是的關(guān)系是_。(3)(3)將將(1)(1)中的中的CuSOCuSO4 4溶液改成溶液改成CHCH3 3COONaCOONa溶液，其他條件不變，溶液，其他條件不變，則圖像是則圖像是_。解析：加入解析：加入CuSOCuSO4 4溶液，溶液，ZnZn置換出置換出CuCu，形成原

10、電池，加快反，形成原電池，加快反應(yīng)速率，應(yīng)速率，(1)a(1)a中中ZnZn減少，減少，H H2 2體積減??；體積減??；(2)(2)中由于中由于H H2 2SOSO4 4定量，定量，產(chǎn)生產(chǎn)生H H2 2的體積一樣多。的體積一樣多。A AB B(3)(3)當(dāng)把當(dāng)把CuSOCuSO4 4溶液改成溶液改成CHCH3 3COONaCOONa溶液時(shí)，由于溶液時(shí)，由于CHCH3 3COOCOOH HCHCH3 3COOHCOOH，a a中中c(Hc(H) )減少，反應(yīng)速率減小，但產(chǎn)生減少，反應(yīng)速率減小，但產(chǎn)生H H2 2的體積不的體積不變，所以變，所以C C項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。C C 考點(diǎn)三考點(diǎn)三 化學(xué)電源化

11、學(xué)電源【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】1 1一次電池一次電池( (堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池) )堿性鋅錳干電池的工作原理如圖：堿性鋅錳干電池的工作原理如圖：負(fù)極負(fù)極(Zn)(Zn)電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：ZnZn2OH2OH2e2e=Zn(OH)=Zn(OH)2 2正極正極(MnO(MnO2 2) )電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：2MnO2MnO2 22H2H2 2O O2e2e=2MnOOH=2MnOOH 2OH2OH總反應(yīng)：總反應(yīng)：ZnZn2MnO2MnO2 22H2H2 2O=Zn(OH)O=Zn(OH)2 22MnOOH2MnOOH2 2二次電池二次電池( (以鉛蓄電池為例以鉛蓄電池為例) )(1)

12、(1)放電時(shí)的反應(yīng)放電時(shí)的反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：PbPbSOSO4 42-2-2e2e= PbSO= PbSO4 4正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：PbOPbO2 24H4HSOSO4 42-2-2e2e=PbSO=PbSO4 42H2H2 2O O總反應(yīng)：總反應(yīng)：PbPbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 42H2H2 2O O(2)(2)充電時(shí)的反應(yīng)充電時(shí)的反應(yīng)陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：PbSOPbSO4 42e2e=Pb=PbSOSO4 42-2-陽(yáng)極反應(yīng)：陽(yáng)極反應(yīng)：PbSOPbSO4 42H2H2 2O O2e2e=PbO=PbO2 24H4HSOSO4 42-2

13、-總反應(yīng)：總反應(yīng)：2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O=PbO=PbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 43 3燃料電池燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。種。酸性酸性堿性堿性負(fù)極負(fù)極反應(yīng)式反應(yīng)式2H2H2 24e4e= 4H= 4H2H2H2 24OH4OH4e4e= 4H= 4H2 2O O正極正極反應(yīng)式反應(yīng)式O O2 24H4H4e4e=2H=2H2 2O OO O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH電池總電池總反應(yīng)式反應(yīng)式2H2H2 2O O2 2=2H=2H2 2O O1

14、1可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正、負(fù)極如何連接？可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正、負(fù)極如何連接？2 2(1)(1)氫氧燃料電池以氫氧燃料電池以KOHKOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將間后，電解質(zhì)溶液的濃度將_，溶液的，溶液的pH_pH_。( (填填“減小減小”、“增大增大”或或“不變不變”) )(2)(2)氫氧燃料電池以氫氧燃料電池以H H2 2SOSO4 4溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將后，電解質(zhì)溶液的濃度將_，溶液的，溶液的pH_pH_。( (填填“減小減小”、“增大增大”

15、或或“不變不變”) )可充電電池充電時(shí)的電極接法為：可充電電池充電時(shí)的電極接法為：增大增大減小減小減小減小減小減小2.2.熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水質(zhì)的無(wú)水LiClLiClKClKCl混合物受熱熔融后，混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSOPbSO4 42LiCl2LiClCa=CaClCa=CaCl2 2LiLi2 2SOSO4 4PbPb。下列有關(guān)說法正確的是下列有關(guān)說法正確的是

16、( () )A A正極反應(yīng)式：正極反應(yīng)式：CaCa2Cl2Cl2e2e=CaCl=CaCl2 2B B放電過程中，放電過程中，LiLi向負(fù)極移動(dòng)向負(fù)極移動(dòng)C C每轉(zhuǎn)移每轉(zhuǎn)移0.1 mol0.1 mol電子，理論上生成電子，理論上生成20.7 g Pb20.7 g PbD D常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)解析：正極上發(fā)生還原反應(yīng)，解析：正極上發(fā)生還原反應(yīng)，A A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電過程中項(xiàng)錯(cuò)誤；放電過程中LiLi向正極移動(dòng)，向正極移動(dòng)，B B項(xiàng)錯(cuò)誤；由電池總反應(yīng)式可知，每轉(zhuǎn)移項(xiàng)錯(cuò)誤；由電池總反應(yīng)式可知，每轉(zhuǎn)移0.1 0.1 molmol電

17、子，理論上生成電子，理論上生成0.05 mol Pb0.05 mol Pb，質(zhì)量為，質(zhì)量為10.35 g10.35 g，C C項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，電解質(zhì)不是熔融態(tài)，離子不能移動(dòng)，不能產(chǎn)生誤；常溫下，電解質(zhì)不是熔融態(tài)，離子不能移動(dòng)，不能產(chǎn)生電流，因此連接電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)。電流，因此連接電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)。D D【題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練】 題組一題組一 化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫2 2高鐵酸鉀高鐵酸鉀(K(K2 2FeOFeO4 4) )是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。容量電池材料。(1)FeCl(1)FeCl

18、3 3與與KClOKClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K K2 2FeOFeO4 4，其反應(yīng)，其反應(yīng)的離子方程式為的離子方程式為_。(2)(2)與與MnOMnO2 2ZnZn電池類似，電池類似，K K2 2FeOFeO4 4ZnZn也可以組成堿性電池，也可以組成堿性電池，K K2 2FeOFeO4 4在電池中作為正極材料。在電池中作為正極材料。正極反應(yīng)為正極反應(yīng)為_，該電池總反應(yīng)的離子方程式為該電池總反應(yīng)的離子方程式為_。解析：解析：(1)FeCl(1)FeCl3 3和和KClOKClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是KClOKClO氧化氧化Fe(OH)

19、Fe(OH)3 3，ClOClO的還原產(chǎn)物是的還原產(chǎn)物是ClCl，根據(jù)元素守恒、得失電，根據(jù)元素守恒、得失電子守恒和電荷守恒即可完成方程式。子守恒和電荷守恒即可完成方程式。(2)(2)根據(jù)題意可寫出題給原電池的負(fù)極反應(yīng)式為根據(jù)題意可寫出題給原電池的負(fù)極反應(yīng)式為3Zn3Zn6e6e6OH6OH=3Zn(OH)=3Zn(OH)2 2，總反應(yīng)式為，總反應(yīng)式為3Zn3Zn2FeO2FeO4 42-2-8H8H2 2O=3Zn(OH)O=3Zn(OH)2 22Fe(OH)2Fe(OH)3 34OH4OH。用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得正極反應(yīng)。用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得正極反應(yīng)式為式為2FeO2FeO4

20、 42-2-6e6e8H8H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)3 310OH10OH。2Fe(OH)2Fe(OH)3 33ClO3ClO4OH4OH=2FeO=2FeO4 42-2-5H5H2 2O O3Cl3ClFeOFeO4 42-2-3e3e4H4H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)3 35OH5OH3Zn3Zn2FeO2FeO4 42-2-8H8H2 2O=3Zn(OH)O=3Zn(OH)2 22Fe(OH)2Fe(OH)3 34OH4OH3 3(1)(1)以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法：式的書寫方法

21、：酸性條件酸性條件燃料電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CHCH4 42O2O2 2=CO=CO2 22H2H2 2O O燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O O2 24H4H4e4e=2H=2H2 2O O負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)式為_。堿性條件堿性條件燃料電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CHCH4 42O2O2 22NaOH=Na2NaOH=Na2 2COCO3 33H3H2 2O O燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)式為_。(2)(2)固體電解質(zhì)固體電解質(zhì)( (高溫下能傳導(dǎo)高溫下能傳導(dǎo)O O2 2) )燃料

22、電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CHCH4 42O2O2 2=CO=CO2 22H2H2 2O O燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O O2 24e4e=2O=2O2 2負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)式為_。酸性條件：酸性條件：2 2即得負(fù)極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式2 2得負(fù)極反應(yīng)式得負(fù)極反應(yīng)式CHCH4 44O4O2 28e8e=CO=CO2 22H2H2 2O OCHCH4 48e8e2H2H2 2O=COO=CO2 28H8H堿性條件：堿性條件：2 2即得負(fù)極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式CHCH4 410OH10OH8e8e=CO=CO3 32-2-7H7H2 2O O解題技能解題技能鹽橋電池鹽橋電池1

23、 1鹽橋電池的構(gòu)成特點(diǎn)鹽橋電池的構(gòu)成特點(diǎn)(1)(1)一般情況下，金屬插入其可溶性鹽溶液中，組成負(fù)極和一般情況下，金屬插入其可溶性鹽溶液中，組成負(fù)極和正極。正極。(2)(2)為使溶液保持電中性，鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電為使溶液保持電中性，鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路。流通路。 (3)(3)鹽橋電池的兩個(gè)電極材料可以不同，也可以相同，但鹽橋電池的兩個(gè)電極材料可以不同，也可以相同，但環(huán)境絕對(duì)不同。環(huán)境絕對(duì)不同。2 2鹽橋的作用鹽橋的作用(1)(1)使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路，代替兩溶液直接接觸。使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路，代替兩溶液直接接觸。(2)(2)平衡電荷。如在平衡電荷。如在Zn/ZnSOZ

24、n/ZnSO4 4Cu/CuSOCu/CuSO4 4原電池中原電池中ZnZn失去電失去電子形成子形成ZnZn2 2進(jìn)入進(jìn)入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液中因溶液中因ZnZn2 2增多而帶正增多而帶正電荷。同時(shí)，電荷。同時(shí)，CuSOCuSO4 4溶液則由于溶液則由于CuCu2 2變成變成CuCu，使得，使得SOSO相對(duì)較多相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。通過鹽橋中陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)而使兩半電池電而帶負(fù)電荷。通過鹽橋中陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)而使兩半電池電解質(zhì)溶液中正負(fù)電荷守恒而保持電中性。解質(zhì)溶液中正負(fù)電荷守恒而保持電中性。3 3單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比(

25、2)(2)不同點(diǎn)不同點(diǎn)圖圖1 1中中ZnZn在在CuSOCuSO4 4溶液中直接接觸溶液中直接接觸CuCu2 2，會(huì)有一部分，會(huì)有一部分ZnZn與與CuCu2 2直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會(huì)升高?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會(huì)升高。圖圖2 2中中ZnZn和和CuSOCuSO4 4溶液在兩個(gè)池子中，溶液在兩個(gè)池子中，ZnZn與與CuCu2 2不直接接觸，不直接接觸，不存在不存在ZnZn與與CuCu2 2直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流

26、穩(wěn)定，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。(3)(3)關(guān)鍵點(diǎn)：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在關(guān)鍵點(diǎn)：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。正極區(qū)。(1)(1)圖圖1 1和圖和圖2 2兩裝置的相同點(diǎn)兩裝置的相同點(diǎn)負(fù)極：負(fù)極：ZnZn2e2e=Zn=Zn2 2正極：正極：CuCu2 22e2e=Cu=Cu總反應(yīng)：總反應(yīng)：ZnZnCuCu2 2=Cu=CuZnZn2 2【典例典例】已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOAsO4 43-3-2I2I2H2H= = AsOAsO3 33-3-I I2 2H H2 2O O，在堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)為，在堿

27、性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOAsO3 33-3-I I2 22OH2OH=AsO=AsO4 43-3-H H2 2O O2I2I。設(shè)計(jì)如圖裝置。設(shè)計(jì)如圖裝置(C(C1 1、C C2 2均為石墨電極均為石墨電極) )，分，分別進(jìn)行下述操作：別進(jìn)行下述操作：.向向B B燒杯中逐滴加入濃鹽酸燒杯中逐滴加入濃鹽酸.向向B B燒杯中逐滴加入燒杯中逐滴加入40%NaOH40%NaOH溶液溶液 結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(1)(1)兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？?jī)纱尾僮髦兄羔槥槭裁窗l(fā)生偏轉(zhuǎn)？(2)(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾矗吭囉没瘜W(xué)平衡兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方

28、向?yàn)槭裁聪喾矗吭囉没瘜W(xué)平衡移動(dòng)原理解釋之。移動(dòng)原理解釋之。(3)(3)操作操作過程中過程中C C1 1棒上發(fā)生的反應(yīng)為棒上發(fā)生的反應(yīng)為_；(4)(4)操作操作過程中過程中C C2 2棒上發(fā)生的反應(yīng)為棒上發(fā)生的反應(yīng)為_，鹽橋中的鹽橋中的K K移向移向_燒杯溶液燒杯溶液( (填填“A”A”或或“B”)B”)。兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 ()()加酸加酸c(Hc(H) )增大，增大，AsOAsO4 43-3-得電子，得電子，I I失電子，失電子，C C1 1極是負(fù)極，極是負(fù)極，C C2 2極是正極。極是正極。()()加堿加堿c(OHc(OH)

29、 )增大，增大，AsOAsO3 33-3-失電子，失電子，I I2 2得電子，得電子，C C1 1極是正極，極是正極，C C2 2 極是負(fù)極。故發(fā)生不同方向的反應(yīng)，極是負(fù)極。故發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。2I2I2e2e=I=I2 2 AsOAsO3 33-3-2OH2OH2e2e=AsO=AsO4 43-3-H H2 2O OA A 如圖所示，杠桿如圖所示，杠桿ABAB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)

30、杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃地向水槽中滴入濃CuSOCuSO4 4溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是向判斷正確的是( (實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化)()() )A A杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A A端高端高B B端低端低B B杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A A端低端低B B端高端高C C當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A A端低端低B B端高端高D D當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A A端高端高B B端低端低解析：當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原

31、電池，解析：當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)eFe作負(fù)極，作負(fù)極，CuCu作正作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：FeFe2e2e=Fe=Fe2 2，正極：，正極：CuCu2 22e2e=Cu=Cu，銅球增重，鐵球質(zhì)量減輕，杠桿，銅球增重，鐵球質(zhì)量減輕，杠桿A A低低B B高。高。C C題組一題組一 原電池工作原理原電池工作原理B B 1 1(2014(2014北京理綜，北京理綜，8)8)下列電池工作時(shí)，下列電池工作時(shí)，O O2 2在正極放電的在正極放電的是是( () )2 2(2014(2014新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷，12)201312)2013年年3 3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道

32、月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是( () )A Aa a為電池的正極為電池的正極B B電池充電反應(yīng)為電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMnLiMn2 2O O4 4=LiLi1 1x xMnMn2 2O O4 4xLixLiC C放電時(shí)，放電時(shí)，a a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D D放電時(shí)，溶液中放電時(shí)，溶液中LiLi從從b b向向a a遷移遷移1.1.解析：氫燃料電池中，負(fù)極上解析：氫燃料電池中，負(fù)極上H H2 2放電，正極上放電，正極上O O2 2放電，放電，A A、C C、D D中均不存在中均不存在O O2

33、 2放電，故選放電，故選B B。2.2.解析：由圖可知，解析：由圖可知，b b極極(Li(Li電極電極) )為負(fù)極，為負(fù)極，a a極為正極，放極為正極，放電時(shí)，電時(shí)，LiLi從負(fù)極從負(fù)極(b)(b)向正極向正極(a)(a)遷移，遷移，A A、D D項(xiàng)正確；該電池放項(xiàng)正確；該電池放電時(shí)，負(fù)極：電時(shí)，負(fù)極：xLixLixexe=xLi=xLi，正極：，正極：LiLi1 1x xMnMn2 2O O4 4xLixLixexe=LiMn=LiMn2 2O O4 4，a a極極MnMn元素的化合價(jià)發(fā)生變化，元素的化合價(jià)發(fā)生變化，C C項(xiàng)錯(cuò)誤；由項(xiàng)錯(cuò)誤；由放電反應(yīng)可得充電時(shí)的反應(yīng)，放電反應(yīng)可得充電時(shí)的反應(yīng)

34、，B B項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。C CA A電池反應(yīng)中有電池反應(yīng)中有NaClNaCl生成生成B B電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子三價(jià)鋁離子C C正極反應(yīng)為：正極反應(yīng)為：NiClNiCl2 22e2e=Ni=Ni2Cl2ClD D鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)電極間移動(dòng)3 3(2013(2013新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷11)“ZEBRA”11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如蓄電池的結(jié)構(gòu)如下圖所示，電極材料多孔下圖所示，電極材料多孔Ni/NiClNi/NiCl2 2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)

35、誤的是制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是 ( () )解析：該電池總反應(yīng)為：解析：該電池總反應(yīng)為：2Na2NaNiClNiCl2 2=2NaCl=2NaClNiNi，因此，因此有有NaClNaCl生成，生成，A A項(xiàng)正確；電池總反應(yīng)為項(xiàng)正確；電池總反應(yīng)為NaNa還原還原NiNi2 2，B B項(xiàng)錯(cuò)誤；項(xiàng)錯(cuò)誤；正極為正極為NiClNiCl2 2發(fā)生還原反應(yīng)：發(fā)生還原反應(yīng)：NiClNiCl2 22e2e=Ni=Ni2Cl2Cl，C C項(xiàng)正項(xiàng)正確；鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體由負(fù)極移向正極，確；鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體由負(fù)極移向正極，D D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。B B C C 4 4(2011(2011新課

36、標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷11)11)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：放電時(shí)的總反應(yīng)為：FeFeNiNi2 2O O3 33H3H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)2 22Ni(OH)2Ni(OH)2 2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是下列有關(guān)該電池的說法不正確的是( () )A A電池的電解液為堿性溶液，正極為電池的電解液為堿性溶液，正極為NiNi2 2O O3 3、負(fù)極為、負(fù)極為FeFeB B電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為FeFe2OH2OH2e2e=Fe(OH)=Fe(OH)2 2C C電池充電過程中，陰極附近溶液的電池充電過程中，陰極附近

37、溶液的pHpH降低降低D D電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2Ni(OH)2 22OH2OH2e2e= = NiNi2 2O O3 33H3H2 2O O解析：解析：A A項(xiàng)，由電池反應(yīng)可知，項(xiàng)，由電池反應(yīng)可知，NiNi2 2O O3 3Ni(OH)Ni(OH)2 2，NiNi的化合的化合價(jià)由價(jià)由3 3價(jià)價(jià)2 2價(jià)，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故價(jià)，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故NiNi2 2O O3 3為正為正極，極，F(xiàn)eFe(OH)FeFe(OH)2 2，F(xiàn)eFe的化合價(jià)由的化合價(jià)由0 0價(jià)價(jià)2 2價(jià)，化合價(jià)升高，發(fā)價(jià)，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故生氧化反應(yīng)，故FeF

38、e為負(fù)極，正確；為負(fù)極，正確；B B項(xiàng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，項(xiàng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)eFe2OH2OH2e2e=Fe(OH)=Fe(OH)2 2，正確；，正確；C C項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e(OH)Fe(OH)2 22e2e=Fe=Fe2OH2OH，c(OHc(OH) )增大，溶液的增大，溶液的pHpH增大，故增大，故錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；D D項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2Ni(OH)2Ni(OH)2 22OH2OH2e2e=Ni=Ni2 2O O3 33H3H2 2O O，D D正確。正確。5 520142014四川理綜，四川理綜，11(4)

39、(5)(1)MnO11(4)(5)(1)MnO2 2可作超級(jí)電容器可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解材料。用惰性電極電解MnSOMnSO4 4溶液可制得溶液可制得MnOMnO2 2，其陽(yáng)極的電，其陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是極反應(yīng)式是_。(2)MnO(2)MnO2 2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是_。MnMn2 22H2H2 2O O2e2e=MnO=MnO2 24H4HMnOMnO2 2H H2 2O Oe e=MnO(OH)=MnO(OH)OHOH6 620132013新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷，28(5

40、)28(5)二甲醚二甲醚(CH(CH3 3OCHOCH3 3) )直接燃直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池燃料電池(5.93 kWhkg(5.93 kWhkg1 1) )。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為_，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生_個(gè)電子的電個(gè)電子的電量。量。CHCH3 3OCHOCH3 33H3H2 2O O12e12e=2CO=2CO2 212H12H1212解析：解析：(1)(1)陽(yáng)

41、極發(fā)生氧化反應(yīng)，由陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由MnSOMnSO4 4制得制得MnOMnO2 2，錳元素，錳元素化合價(jià)升高，化合價(jià)升高，MnSOMnSO4 4在陽(yáng)極反應(yīng)，根據(jù)原子守恒，反應(yīng)物中有在陽(yáng)極反應(yīng)，根據(jù)原子守恒，反應(yīng)物中有H H2 2O O參加，再根據(jù)電荷守恒，生成物中還有參加，再根據(jù)電荷守恒，生成物中還有H H，配平電極反應(yīng)，配平電極反應(yīng)式。式。(2)MnO(2)MnO2 2在正極得電子，在正極得電子，MnMn元素化合價(jià)降到元素化合價(jià)降到3 3價(jià)，由于是堿價(jià)，由于是堿性溶液，應(yīng)生成性溶液，應(yīng)生成MnO(OH)MnO(OH)，則正極電極反應(yīng)為，則正極電極反應(yīng)為MnOMnO2 2H H2 2O O

42、e e=MnO(OH)=MnO(OH)OHOH。解析：燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，二甲醚解析：燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，二甲醚的分子式為的分子式為C C2 2H H6 6O O，在酸性條件下生成，在酸性條件下生成COCO2 2，碳的化合價(jià)從，碳的化合價(jià)從2 2價(jià)價(jià)升至升至4 4價(jià)，一個(gè)二甲醚失去價(jià)，一個(gè)二甲醚失去1212個(gè)個(gè)e e，書寫過程：第一步，書寫過程：第一步CHCH3 3OCHOCH3 312e12eCOCO2 2，第二步配平除，第二步配平除“H H、O”O(jiān)”之外的其他原子之外的其他原子CHCH3 3OCHOCH3 312e12e2CO2CO2 2，第三步用，

43、第三步用“H H”配平電荷配平電荷CHCH3 3OCHOCH3 312e12e COCO2 212H12H，第四步補(bǔ)水配氫，第四步補(bǔ)水配氫CHCH3 3OCHOCH3 312e12e3H3H2 2O = O = 2CO2CO2 212H12H，第五步用，第五步用“O”O(jiān)”檢查是否配平。檢查是否配平。7 7(2013(2013新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷10)10)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了黑，這是生成了 AgAg2 2S S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，在鋁質(zhì)容器

44、中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說法正確的是一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說法正確的是( () )A A處理過程中銀器一直保持恒重處理過程中銀器一直保持恒重B B銀器為正極，銀器為正極，AgAg2 2S S被還原生成單質(zhì)銀被還原生成單質(zhì)銀C C該過程中總反應(yīng)為該過程中總反應(yīng)為2Al2Al3Ag3Ag2 2S=6AgS=6AgAlAl2 2S S3 3D D黑色褪去的原因是黑色黑色褪去的原因是黑色AgAg2 2S S轉(zhuǎn)化為白色轉(zhuǎn)化為白色AgClAgCl解析：根據(jù)信息知在銀器處理過程中運(yùn)用了原電池原理，解析：根據(jù)信息知在銀器處理過程中運(yùn)用了原電池原理，鋁質(zhì)

45、容器作負(fù)極，電極反應(yīng)為鋁質(zhì)容器作負(fù)極，電極反應(yīng)為2Al2Al6e6e=2Al=2Al3 3；銀器作正；銀器作正極，電極反應(yīng)為極，電極反應(yīng)為3Ag3Ag2 2S S6e6e=6Ag=6Ag3S3S2 2；繼而；繼而AlAl3 3和和S S2 2發(fā)發(fā)生互相促進(jìn)的水解反應(yīng)：生互相促進(jìn)的水解反應(yīng)：2Al2Al3 33S3S2 26H6H2 2O=2Al(OH)O=2Al(OH)3 33H3H2 2SS，故原電池的總反應(yīng)為，故原電池的總反應(yīng)為3Ag3Ag2 2S S2Al2Al6H6H2 2O=6AgO=6Ag2Al(OH)2Al(OH)3 33H3H2 2SS，故，故C C錯(cuò)誤。黑色褪去的原因是錯(cuò)誤。

46、黑色褪去的原因是AgAg2 2S S被還原被還原為為AgAg，此過程中銀器質(zhì)量逐漸減小，故，此過程中銀器質(zhì)量逐漸減小，故A A、D D錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B B正確。正確。B B 8 820132013廣東理綜廣東理綜33(2)33(2)能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備水制備ClCl2 2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：限選材料：ZnSOZnSO4 4(aq)(aq)，F(xiàn)eSOFeSO4 4(aq)(aq)，CuSOCuSO4 4(aq)(aq)；銅片，鐵片，；銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。鋅片和導(dǎo)線。完成原電池甲的裝置示意圖完成原電池甲的裝置示意圖( (見右圖見右圖) )，并作相應(yīng)標(biāo)注。并作相應(yīng)標(biāo)注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相