高三復(fù)習(xí)原電池的工作原理復(fù)習(xí)

化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化（原電池）一、原電池1、原電池：2、原電池工作原理：氧化—還原反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。知識(shí)回顧負(fù)極：失去電子，電子流出的一極正極：得到（接受）電子，電子流入的一極判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池，思考原電池的構(gòu)成條件。[練習(xí)]CuC①②③④×√√×形成原電池的一般條件（1）前提條件：有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

（2）有兩種活潑性不同的導(dǎo)電材料作電極

(不同的金屬或金屬與非金屬導(dǎo)體）（3）兩個(gè)電極必須插入電解質(zhì)溶液中（4）兩極相連形成閉合回路

（用導(dǎo)線連接或電極直接接觸）判斷下圖中各裝置是原電池還是電解池？②①③⑤⑦⑥④原電池原電池電解池電解池電解池電解池要點(diǎn)點(diǎn)撥學(xué)生活動(dòng)請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)反應(yīng)：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu設(shè)計(jì)一個(gè)原電池⑴選擇怎樣的正負(fù)極材料、電解質(zhì)溶液？畫出裝置草圖。⑵分析電子流向，電流流向，離子移動(dòng)方向⑶寫出兩極反應(yīng)式；⑷根據(jù)兩極反應(yīng)式，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。Zn2+Cu2+Cu2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-H+Cu2+e-e-銅鋅原電池裝置及其工作原理示意圖失e-氧化反應(yīng)得e-還原反應(yīng)“電子從Zn極(負(fù)極)流出，流入Cu極（正極）”(2)電子流向：電子從Zn經(jīng)導(dǎo)線流到Cu

電流流向：電流從Cu經(jīng)外電路到Zn

離子移動(dòng)方向：SO42-向負(fù)極Zn遷移，Cu2+向正極Cu遷移(3)負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+

（氧化反應(yīng)）正極：Cu2++2e-=Cu（還原反應(yīng)）(4)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小燈泡很亮（或電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)），在銅片表面有新的紅色銅析出，鋅片表面逐漸溶解(1)CuZn×××練習(xí)：結(jié)合原電池的構(gòu)成條件，判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池。

CuSO4

ZnSO4⑤一、原電池的工作原理電路：外電路內(nèi)電路電子流向：由失電子的一極流向得電子的一極（即負(fù)極→正極）陽(yáng)離子移向正極（Cu片）；陰離子移向負(fù)極（Zn片）正極：得到（接受）電子，電子流入的一極2.電極：3.電極反應(yīng)式：負(fù)極（氧化反應(yīng)）：Zn－2e-＝Zn2+正極（還原反應(yīng)）：Cu2++2e-=Cu4.總反應(yīng)式（氧化還原反應(yīng)）：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu一、原電池的工作原理負(fù)極：失去電子，電子流出的一極正極：得到（接受）電子，電子流入的一極

鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液的瓊脂。思考：1、鹽橋的作用是什么？（1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。（2）平衡電荷（保證其連接的兩個(gè)半電池中的電解質(zhì)溶液呈電中性）2、

此電池的優(yōu)點(diǎn)？能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流，提高原電池電流效率。二、原電池的設(shè)計(jì)例：利用Fe+Cu2+=Fe2++Cu設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。負(fù)極：Fe–2e-=Fe2+

正極：Cu2++2e-=Cu

CuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO4根據(jù)下式所表示的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池：

Zn(s)+Fe2+(aq)=Zn2+(aq)+Fe(s)裝置可采用燒杯和鹽橋，畫出此原電池的裝置圖；注明原電池的正極和負(fù)極；注明外電路中電子的流向；寫出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)。設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，將反應(yīng)：Zn(s)+2Ag+(aq)=Zn2+(aq)+2Ag(s)

的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。這一原電池的正極材料是

，負(fù)極材料是

，正極的電極反應(yīng)是

，負(fù)極的電極反應(yīng)是

，并畫出裝置圖。設(shè)計(jì)原電池的思路為：①負(fù)極區(qū)：失去電子的物質(zhì)作負(fù)極，（化合價(jià)升高的物質(zhì)），負(fù)極一般插入到含有與負(fù)極材料相同的金屬陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液中。②正極區(qū)：正極材料為比負(fù)極更不活潑的金屬或石墨，正極材料插入有得電子的陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液中。③負(fù)極區(qū)和正極區(qū)的金屬用導(dǎo)線連接，溶液用鹽橋連接形成閉合電路設(shè)計(jì)原電池的思路：前提：是氧化還原反應(yīng)①負(fù)極區(qū)：失去電子的物質(zhì)作負(fù)極，（化合價(jià)升高的物質(zhì)），負(fù)極一般插入到含有與負(fù)極材料相同的金屬陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液中。②正極區(qū)：正極材料為比負(fù)極更不活潑的金屬或石墨，正極材料插入有得電子的陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液中。③負(fù)極區(qū)和正極區(qū)的金屬用導(dǎo)線連接，溶液用鹽橋連接形成閉合電路

練習(xí)：

利用2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。正極：2Fe3＋＋2e-=2Fe2+

負(fù)極：Cu-2e-=Cu2+CuCCuSO4FeCl3CCu

FeCl3例：(2007年高考海南化學(xué)卷)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。鹽橋XYACuSO4溶液電流計(jì)Ag請(qǐng)回答下列問題：(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是___________；(2)銀電極為電池的_____極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________；(3)外電路中的電子是從_______電極流向________電極。銅(或Cu)AgNO3溶液正Ag＋＋e－

→

AgCu-2e－

→

Cu2＋負(fù)(Cu)正(Ag)小結(jié)原電池工作原理根據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池

電解質(zhì)溶液陽(yáng)離子氧化反應(yīng)←負(fù)極

正極→還原反應(yīng)電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流陰離子?-(-)：Zn–2e-=Zn2+

(+)：2H++2e-=H2↑

電池反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑ZnCuH2SO4ZnSO4鹽橋—+3、把右圖設(shè)計(jì)成有鹽橋的原電池裝置，并寫出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式ZnCu

H2SO4三、原電池的正負(fù)極的判斷方法

微觀判斷（根據(jù)電子流動(dòng)方向）電子流出的極電子流入的極——負(fù)極——正極較活潑的電極材料較不活潑的電極材料

質(zhì)量增加的電極工作后

質(zhì)量減少的電極——負(fù)極——正極——正極——負(fù)極工作后，有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極宏觀判斷：①根據(jù)電極材料②根據(jù)原電池電極發(fā)生的反應(yīng)③根據(jù)電極增重還是減重④根據(jù)電極有氣泡冒出：——負(fù)極——正極要點(diǎn)點(diǎn)撥判斷下列原電池中的正負(fù)極:①②③④正負(fù)正負(fù)正負(fù)正負(fù)四、原電池電極反應(yīng)式的書寫1、確定原電池正負(fù)極，以及兩極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)2、重視介質(zhì)是否參加反應(yīng)，注意兩極得失電子總數(shù)相等3、將兩極電極反應(yīng)式相加即得原電池的總反應(yīng)式1.如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（）

A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4

B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液

G

CABD問題解決負(fù)極：2Al+8OH－—6e-=2AlO2－+4H2O正極：6H++6e-=3H2↑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↑不同的介質(zhì)不同的電極反應(yīng)

負(fù)極：Fe—2e-=Fe2+正極：2H+

+2e-

=H2↑總：Fe+2H+=Fe2+

+H2↑稀硫酸FeCu稀硫酸FeCuNaCl溶液負(fù)極：2Fe—4e-

=2Fe2+正極：2H2O

+O2+4e-

=4OH-總：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓

不同的介質(zhì)不同的電極反應(yīng)負(fù)極：Cu—2e-=Cu

2+

正極：4H+

+2NO3－

+2e-=2NO2+2H2O總：Cu+4H+

+2NO3－=2NO2+Cu

2+

+2H2O稀H2SO4負(fù)極：2Al—6e-=2Al3+

正極：6H++6e-=3H2↑總：2Al+6H+=2Al3++3H2↑1、下列關(guān)于下圖所示原電池的說(shuō)法正確的是（）（雙選）A鋁片為正極B正極上有H2產(chǎn)生CAl是電池的負(fù)極，開始工作時(shí)溶液中會(huì)立即有白色沉淀析出D當(dāng)轉(zhuǎn)移0.04mole-時(shí)，產(chǎn)生0.01molO2

CuB、C

練習(xí)2.X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示:則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_______________Z>Y>X>W5.利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣；1.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較；3.電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。原電池的主要應(yīng)用：4.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象(1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例1：下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）原電池原理應(yīng)用：(2)比較反應(yīng)速率例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L鹽酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D）原電池原理應(yīng)用：(3)比較金屬腐蝕的快慢例3：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)原電池原理應(yīng)用：例4：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)(4)判斷溶液pH值變化例5：在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為——mol,溶液的pH值變_______(填“變大”、“變小”、“不變”)？（溶液體積變化忽略不計(jì)）變大

0.015原電池原理應(yīng)用：(5)原電池原理的綜合應(yīng)用例6：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等?！盁岱蟠眴⒂弥坝盟芰洗蛊渑c空氣隔絕，啟用時(shí)，打開塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在?！盁岱蟠笔抢?/p>