輪復(fù)習(xí)原電池和化學(xué)電源

1、高三化學(xué)系統(tǒng)復(fù)習(xí)（第一輪）高三化學(xué)系統(tǒng)復(fù)習(xí)（第一輪）第三章第三章 化學(xué)反應(yīng)的能量變化化學(xué)反應(yīng)的能量變化 電化學(xué)電化學(xué)樂學(xué)七中樂學(xué)七中專題專題12 12 原電池和化學(xué)電源原電池和化學(xué)電源 (第一課時第一課時）原電池原理及化學(xué)電源原電池原理及化學(xué)電源1. 了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2了解常見的化學(xué)電源，認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義了解常見的化學(xué)電源，認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義 及其重要應(yīng)用。及其重要應(yīng)用。3了解新型電池的電極反應(yīng)及應(yīng)用。了解新型電池的電極反應(yīng)及應(yīng)用。熱身練習(xí)熱身練習(xí)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(xí)熱身練習(xí)2 2有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是有關(guān)電化學(xué)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(yīng)設(shè)計成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能該反應(yīng)設(shè)計成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B某原電池反應(yīng)為某原電池反應(yīng)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(qiáng)于銅，所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后因為鐵的活潑性強(qiáng)于銅，所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后放入濃硝酸中，若能組成原電池，必是鐵作負(fù)極、銅作正極放入濃硝酸中，若能組成原電池，必是鐵作負(fù)極、銅作正極D理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池成原電池D3.結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是A和和種正極均被保護(hù)種正極均被保護(hù)B和和中負(fù)極反應(yīng)均是中負(fù)極反應(yīng)均是 Fe2e =Fe2C和和中正極反應(yīng)均是中正極反應(yīng)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(lán)色沉淀溶液，均有藍(lán)色沉淀A電極名稱電極名稱負(fù)極負(fù)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(yīng)電極反應(yīng)_反應(yīng)類型反應(yīng)類型_反應(yīng)反應(yīng)_反應(yīng)反應(yīng)電子流向電子流向由由_極沿導(dǎo)線方向流向極沿導(dǎo)線方向流向_極極電池反應(yīng)方程式電池反應(yīng)方程式2.2.原電池構(gòu)成條件原電池構(gòu)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(gòu)成閉合回路。兩電極間構(gòu)成閉合回路。(4)(4)能自發(fā)進(jìn)行的能自發(fā)進(jìn)行的_反應(yīng)反應(yīng)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(nèi)電路，形成閉合回路；鹽橋的作用：連接內(nèi)電路，形成閉合回路； 平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)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(diǎn)相同點(diǎn)：正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、：正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。反應(yīng)現(xiàn)象。 負(fù)極：負(fù)極：Zn2e=Zn2 正極：正極：Cu22e=Cu總反應(yīng)：總反應(yīng)：ZnCu2=CuZn2不同點(diǎn)不同點(diǎn)：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(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又直接反應(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，裝置的溫度會升高。有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)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(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(guān)鍵點(diǎn)：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)。鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)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(jī)光敏燃料電池的一個電極由有機(jī)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(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應(yīng)為：另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應(yīng)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(guān)于該電池敘述錯誤的是下列關(guān)于該電池敘述錯誤的是()。A電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B電池工作時，電池工作時，

8、I離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電C電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極D電池的電解質(zhì)溶液中電池的電解質(zhì)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(fù)？如何判斷一個原電池的極板正負(fù)？A 5.5.原電池原理的應(yīng)用原電池原理的應(yīng)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(zhì)溶液電解質(zhì)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(yīng)式：寫出兩電極的電極反應(yīng)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(xué)系統(tǒng)復(fù)習(xí)（第一輪）高三化學(xué)系統(tǒng)復(fù)習(xí)（第一輪）第三單元第三單元 化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)與能量考點(diǎn)考點(diǎn)3-2 3-2 原電池和化學(xué)電源原電池和化學(xué)電源 (第二課時第二課時）原電池原理及化學(xué)電源原電池原理及化學(xué)電源1. 了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2了解常見的

10、化學(xué)電源，認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義了解常見的化學(xué)電源，認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義 及其重要應(yīng)用。及其重要應(yīng)用。3了解新型電池的電極反應(yīng)及應(yīng)用。了解新型電池的電極反應(yīng)及應(yīng)用。 3. 分析下圖所示的四個原電池的正極和負(fù)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(fù)極，寫出每個裝置的電極反應(yīng)。電極反應(yīng)。 書寫電極反應(yīng)式時，要根據(jù)電極材料、電解質(zhì)溶液分析電極書寫電極反應(yīng)式時，要根據(jù)電極材料、電解質(zhì)溶液分析電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，還要注意電子守恒。反應(yīng)和電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，還要注意電子守恒。電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫(3) 正、負(fù)兩極反應(yīng)式在確保得失電子數(shù)

11、目相等的前提下，正、負(fù)兩極反應(yīng)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(yīng)總方程式。加和可得電池反應(yīng)總方程式。(1) 負(fù)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(fù)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(jìn)入溶液，或與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；若為燃料電池，離子，或進(jìn)入溶液，或與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；若為燃料電池， 負(fù)極一般不參與反應(yīng)，可燃?xì)怏w失去電子，形成穩(wěn)定的氧負(fù)極一般不參與反應(yīng)，可燃?xì)怏w失去電子，形成穩(wěn)定的氧 化產(chǎn)物，或進(jìn)一步與電解質(zhì)溶液反應(yīng)?；a(chǎn)物，或進(jìn)一步與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。(2) 正極上，一般是溶液中氧化性最強(qiáng)的微粒獲得電子被還原，正極上，一般是溶液中氧化性最強(qiáng)的微粒

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

13、與O2生成水。生成水。(1)先確定原電池的正負(fù)極，列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)出先確定原電池的正負(fù)極，列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)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(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共 存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng) 式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性， 則水必須寫入正極反應(yīng)式中，且則水必須寫入正極反應(yīng)式中，且O2生成生成OH，若電解質(zhì)溶液，若電解質(zhì)溶液

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

15、為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內(nèi)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(nèi)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(jìn)行工作，試寫出該電池的兩進(jìn)行工作，試寫出該電池的兩極反應(yīng)式極反應(yīng)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(yīng)可表示。電池的總反應(yīng)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(fù)極材料為電池

16、的負(fù)極材料為_發(fā)生的電極反應(yīng)發(fā)生的電極反應(yīng)(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_?！纠?】鋁鋁-空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為電池總反應(yīng)為4Al3O26H2O=4Al(OH)3負(fù)極：負(fù)極：_正極：正極：_電解質(zhì)包含：酸性電解質(zhì)溶液，如電解質(zhì)包含：酸性電解質(zhì)溶液，如H2SO4溶液；溶液； 堿性電解質(zhì)溶液，如堿性電解質(zhì)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(yīng)式的書寫燃料電池電極反應(yīng)式的書寫電極：惰性電極。負(fù)極電極：惰性電極。負(fù)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(yīng)的物質(zhì)都是正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，隨著電解，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)有所不同，質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)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(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O24H4e=2H2O(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O

18、22H2O4e=4OH(3)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)O2)環(huán)境下電極反應(yīng)式：環(huán)境下電極反應(yīng)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(yīng)式：環(huán)境下電極反應(yīng)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(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：(1)酸性條件酸性條件 (2)堿性條件堿性條件(3)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)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(yīng)寫出甲

19、醚燃料電池在不同的環(huán)境下的電極反應(yīng) 負(fù)極負(fù)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(zhì)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)高溫下能傳導(dǎo)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(xí)練習(xí)1 1 電池是人類生產(chǎn)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(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對人類的一項重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確發(fā)明是化學(xué)對人類的一項重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)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(xì)鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(xì)B氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軞溲跞剂想姵乜蓪崮?/p>

20、直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸氫氧燃料電池工作時氫氣在負(fù)極被氧化氫氧燃料電池工作時氫氣在負(fù)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(xué)電源常見的化學(xué)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(yīng)式：總反應(yīng)式：Zn2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2。正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e=2MnO(OH)2OH；負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)： 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(yīng)該怎樣接？思考：可充電電池放電和充電時極板應(yīng)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。