原电池工作原理及化学电池.doc

原电池工作原理
1．原电池工作原理口诀：
原电池分两极(正、负)；负极氧化正(极)还原；电子由负(极)流向正(极)；阳(离子)向正(极)阴(离子)向负(极)。
2．钢铁电化学腐蚀的正负极反应：
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；
负极：Fe－2e－===Fe2＋。
3．氢氧燃料电池(KOH作电解质)的电极反应：
负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O；
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

化学电源
1．原理及优点
化学电源依据 反应原理，能量转化率是燃料燃烧无法比拟的。
2．常见化学电源
(1)一次电池：
Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，
负极： ；正极： ，电解质溶液：NH4Cl等。

(2)二次电池：
①银锌纽扣电池：Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag，
负极： ；正极： ；电解质溶液：KOH。
②铅蓄电池：
Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，
负极： ；正极： ；电解质溶液

(3)燃料电池：
①氢氧燃料电池：2H2＋O2===2H2O
负极： 失电子；正极： 得电子；电解质溶液：氢氧化钾或稀硫酸。
②甲醇—空气燃料电池：2CH3OH＋O2＋4OH－===2CO＋6H2O
负极： 失电子；正极： 得电子；电解质溶液：KOH。
原电池应用
(1)加快化学反应速率：
①分析：构成原电池，加快了电子转移，加快了化学反应速率。
②实例：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。
(2)比较金属的活动性强弱：
①分析：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。
②实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。
(3)金属材料的防护：
①分析：将被保护金属设计成原电池的正极。
②实例：轮船在海里航行时，为了保护轮船不被腐蚀，可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属，如Zn，这样构成的原电池Zn为负极，而Fe为正极，从而防止了铁的腐蚀。
(4)制作化学电源——设计原电池：
①分析：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。即：
负极：还原剂－ne－===氧化产物；
正极：氧化剂＋ne－===还原产物。
②实例：利用氧化还原反应Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu设计成如图所示的原电池。
a．该原电池的电极反应为：
负极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)；
正极(Cu)：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)。
b．装置：

典题
1、下列关于原电池的叙述，错误的是 (　　)
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应
D．原电池放电时，电子的方向是从负极到正极
2、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。
正极反应式：__________，负极反应式：__________。
3、将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中，下列各叙述错误的是 (　　)
A．锌片作负极，锌发生还原反应
B．铜片作正极
C．正极反应为：2H＋＋2e－===H2↑
D．溶液中的H＋移向正极
4、　一个原电池总反应为：Zn＋M2＋===Zn2＋＋M。
(1)该原电池电极材料及电解质可能是________。

(2)M可以是下列金属中________。
A．Mg B．Fe
C．Cu D．Ag

5、下图装置能够组成原电池的是(　　)

6、某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为(　　)
A．铝 B．铜 C．锡 D．硅
7、常用的纽扣电池为银锌电池，它分别以锌和氧化银为电极。放电时锌极上的电极反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，氧化银极上的反应是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列判断中，正确的是(　　)
A．锌是负极，发生氧化反应，氧化银是正极，发生还原反应
B．锌是正极，发生氧化反应，氧化银是负极，发生还原反应
C．锌是负极，发生还原反应氧化银是正极，发生氧化反应[来源:学科网ZXXK]
D．锌是正极，发生还原反应，氧化银是负极，发生氧化反应
8、某原电池反应的离子方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是(　　)
A．HNO3为电解质溶液 B．锌为原电池正极
C．铁极质量不变 D．铜为原电池正极
9、如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液。
(1)B为原电池的________极，金属活泼性：A________B(填“>”或“<”)；若电极有：Zn、Fe、Cu、Ag四种金属棒，且已知B为Cu，则A为________。
(2)若电解质溶液有稀H2SO4和AgNO3溶液，则C应为________。

习题：
一、选择题
1．下列有关电池的说法不正确的是(　　)
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．氢氧燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
[来源:学&2．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(　　)
A．①③②④　　　　　　　 B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
3．[双选题]Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是(　　)
A．Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2＋
B．负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
C．镁电极发生还原反应[来源:Z#xx#k.Com]
D．Al是电池正极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出
二、非选择题
4．(10分)氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH(aq)。试完成下列问题：[来源:Z&xx&k.Com]
(1)通入Cl2(g)的电极是________极(填“正”或“负”)。
(2)Al电极是__________极(填“正”或“负”)。
(3)电子从________(填“Al”或“Cl2”下同)极流向__________极。
5．(12分)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：

(1)A中反应的离子方程式为___________________________________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为______________________________________________，
Sn极附近溶液的pH__________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)C中被氧化的金属是_______总反应式为________________________________。
6．(8分)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池反应总式都表示为：
2H2＋O2===2H2O。
(1)酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：2H2－4e－===4H＋，则其正极反应表示为：____________________________________________________________；
(2)碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则其负极反应可表示为________________________________________________________。