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1、原电池 专题 考试说明要求: 1、理解原电池的工作原理,能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。 2、了解常见的化学电源,认识化学能与电能转化的实际意义及其重要应用。 3、认识金属腐蚀的危害,理解金属发生电化学腐蚀的原因,能选用恰当的措施防止铁 铝等金属的腐蚀。 一、基本知识 思考 1 下列装置中属于原电池的是() 属于电解池的是() 属于电镀池的是() 稀 H 2SO4 CuSO4 A B C 你是如何区分这些装置的? 思考 2:下列装置那些是原电池? A B C D E F G 一、电极名称及电极反应 负极:电子,发生反应 Zn Zn 稀硫酸 稀硫酸 Zn Cu 酒精 Zn Cu 稀硫酸
2、 Zn C (石墨 ) Zn Cu 稀硫酸稀硫酸硫酸铜 Zn Cu CuSO4ZnSO4 电极反应式。 正极:电子,发生反应 电极反应式。 电池总反应式为。 例 1、关于如图所示装置的叙述,正确的是 ?A、铜是阳极,铜片上有气泡产生 ?B、铜片质量逐渐减少 ?C、电流从锌片经导线流向铜片 ?D、氢离子在铜片表面被还原 思考: 在下列两种情况下,镁、铝用导线连接后插入不同的电解质溶液组成原电池,它 们的电极名称及电极反应式 负极为负极为 正极为正极为 二、原电池的设计 例 1、依据氧化还原反应:2Ag (aq)Cu(s)Cu2 (aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。 请回答下列问题: (1)
3、电极 X 的材料是;电解质溶液Y 是; (2)银电极为电池的极,发生的电极反应为; X 电极上发生的电极反应 为; (3)外电路中的电子是从电极流向电极。 练 1、铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血 剂等。 (1)写出 FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。 (2)若将( 1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电 极反应式。 正极反应负投反应。 三、常见电池: Mg 1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以 氢氧 化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn s 2MnO 2 s H2O
4、l Zn OH 2 s Mn 2O3 s 下列说法错误的是 A 电池工作时,锌失去电子 B 电池正极的电极反应式为: 2MnO 2 s H2O l 2e Mn 2O3 s 2OHaq C 电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D 外电路中每通过0 2 mol 电子,锌的质量理论上减小6 5 g 2、氢氧燃料电池 介质电池总反应: 酸性 负极 正极 碱性 负极 正极 固体电解质介质 电池反应:2H2 +O 2 = 2H2O 负极 2H2 - 4e- +2O 2- =2H 2O 正极 负极 正极 O2 + 4H + + 4e- = 2H 2O 2、下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图 的提示
5、,下列叙述不正确的是 A.a 电极是负极B. b 电极的电极反应为:4OH 4e 2H 2O2 C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 原电池原理应用 3、电瓶车所用电池一般为铅蓄电池,这是一种典型的可充电电池,电池总反应式为: Pb+PbO2+4H +2SO 4 2- 2PbSO4+2H2O,则下列说法正确的是: A放电时:电子流动方向由A 到 B B放电时:正极反应是Pb-2e-+SO42- PbSO4 C充电时:铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连 D充电时:阳极反应是PbSO4-2e -+2H 2O
6、PbO2+SO4 2-+4H+ 四、原电池原理的应用 化学腐蚀 负极 正极 总反应式: 电化学腐蚀 负极 正极 正极 1、下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中,锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 () A B C D 2、据报道,全球每年发生金属腐蚀而造成的直接经济损失达数千亿美元。下列各电极反应 式中,能表示铁的电化学腐蚀的是 Fe2e-=Fe2+ 2H +2e-=H 2Fe3e - =Fe 3+ 2H2O+O2+4e-=4OH - 4OH -4e- =2H2O+O2 A. B. C.D. 3、我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与 铝反应产生电流。电池
7、总反应为:4A1 3O2 6H2O4A1(OH) 3,下列说法不正确的是 B A、正极反应式为:O22H2O4e 4OH B、电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极 C、以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积 D 该电池通常只需更换铝板就可继续使 4、镍镉 (Ni Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行 Cd(OH) 22Ni(OH)2 充电 放电 Cd2NiO(OH) 2H2O。由此可知,该电池放电时的负极材 料是() A Cd(OH) 2 BNi(OH) 2 CCd DNiO(OH) 金 属 腐 蚀 析 氢 腐 蚀 吸 氧 腐 蚀 5、高铁电池是一种新型可充电
8、电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电 电压。高铁电池的总反应为3Zn 2K 2FeO4 8H 2O 放电 充电 3Zn(OH) 2 2Fe(OH)3 4KOH,下列叙述不正确的是 () A 放电时负极反应为Zn2e2OHZn(OH) 2 B 充电时阳极反应为Fe(OH) 33e -5OH-FeO 4 2-4H 2O C 放电时每转移3mol 电子,正极有1mol K 2FeO4 被氧化 D 放电时正极附近溶液的碱性增强 6、某可充电的锂离子电池以LiMn 2O4 为正极, 嵌入锂的碳材料为负极,含 Li +导电固体为电 解质。放电时的电池反应为:Li+LiMn 2O4=Li2M
9、n2O4。 下列说法正确的是() A放电时, LiMn 2O4 发生氧化反应 B放电时正极反应Li + +LiMn 2O4+e -=Li 2Mn2O4 C充电时, LiMn 2O4 发生氧化反应 D充电时,阳极反应为:Li + + e- =Li 参考答案: 思考 1 A BC C 思考 2 DE 例 1 D 思考装置1 负极为Mg 正极为Al 装置 2 负极为 Al 正极为Mg 原电池的设计 例 1 (1)Cu AgNO 3( 2)正Ag +e -=Ag Cu2e -=Cu2 (3) Cu Ag 练习 1 2Fe 3 -Cu=2Fe 2 +Cu 2 (2)2Fe 3+2e-=2Fe2 Cu-2e -=Cu2 二常见电池 1、C 介质电池总反应:2H2+O2=2H 2O 酸性 负极H2-2e -=2H 正极O2+4e -+4H=2H 2O 碱性 负极H2-2e-+2OH =2H 2O 正极O2+4e-=2H2O=4OH 固体电解质介质 电池反应:2H2 +O 2 = 2H2O 负极 2H2 - 4e- +2O 2- =2H 2O 正极 负极 正极 O2 + 4H + + 4e- = 2H 2O 2、B 3、D 1、D 2、C 3、B 4、A 5、C 6、B O2+4e -=2O2- H2-2e -=2H
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