《原电池化学电源》复习学案模板

第六章 第二节《原电池 化学电源》一．原电池1．概念 把_____ ___能转化为_ ___能的装置。

2．工作原理：(以锌铜原电池为例)3.原电池构成条件(1)两个_____ _ ______的电极。

(2)将电极插入________ _ _____中。

(3)用导线连接电极构成_____ _______。

(4)能自发进行的________ ____________。

总之原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示：问题:1．在原电池中是否较活泼金属一定作负极？ 2．怎样判断原电池的正负极？(1)根据电子流向：电子流出的一极是 ；电子流入的一极是 。

(2)根据两极材料：一般较活泼金属为 ；活泼性较弱的金属或能导电的非金属为 。

(3)根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子向 移动，阴离子向 移动。

(4)根据原电池中反应类型及反应现象：负极： 电子，发生 反应，现象通常是 正极： 电子，发生 反应，现象通常是 二．化学电源 1．一次电池(1)碱性锌锰干电池 总反应式：Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnOOH ＋Zn(OH)2负极反应：__________________ _________； 正极反应： ； (2)锌银电池 总反应式：Zn ＋Ag 2O ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag 。

负极反应：___________ ________________； 正极反应： ； 2．二次电池(可充电，可多次重复使用)铅蓄电池：H 2SO 4作电解质溶液时，总反应式：Pb ＋PbO 2＋2H 2SO44＋2H 2O 。

放电时的电极反应式：负极：______________ _____________； 正极： 充电式的电极反应式：阴极：阳极： 问题:可充电电池充电时，电极与外接电源的正负极如何连接？发生什么变化？3．燃料电池(1)氢氧燃料电池①用酸性电解质时：总反应： 负极：______________ ________ _______； 正极：_____________ __ __ _________；②用NaOH 等碱性溶液时：总反应： 负极：__________________ __ ____； 正极：______________ ____ ___________；(2)CH 4燃料电池：电解质为KOH ，总反应：负极：____________________ _____ ______； 正极：_________________ ______________；例1：一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。

该电池负极发生的反应是( )A ．CH 3OH(g)＋O 2(g)－2e －===H 2O(l)＋CO 2(g)＋2H ＋(aq)B ．O 2(g)＋4H ＋(aq)＋4e －===2H 2O(l)C ．CH 3OH(g)＋H 2O(l)－6e －===CO 2(g)＋6H ＋(aq)D ．O 2(g)＋2H 2O(l)＋4e －===4OH －例2．科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。

电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O 2－。

下列对 该燃料电池的说法不正确的是( )A ．在熔融电解质中，O 2－由负极移向正极 B ．该电池的总反应是C 3H 8＋5O 2===3CO 2＋4H 2OC ．电路中每通过5 mol 电子，约有5.6 L 标准状况下的丙烷被完全氧化D ．通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为C 3H 8－20e －＋10O 2－===3CO 2＋4H 2O 三、原电池电极反应式的书写放电充电2．复杂电极反应式的书写例3：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制得6500C下工作的燃料电池，完成下列反应时：正极：负极：2CO+2CO32-=4CO2+4e-- 总反应式：四、原电池原理的应用1．加快氧化还原反应速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率_____ ___。

例4：将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是( )2．比较金属活动性强弱两种金属作原电池的两极时，其活泼性与正极、负极有什么关系？例5：有A、B、C、D四种金属。

将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。

将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。

将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。

如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。

据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( ) A．D、C、A、B B．D、A、B、CC．D、B、A、C D．B、A、D、C3．设计化学电源例6：根据下列氧化还原反应设计两个原电池：（1）Cu2+＋Fe===Fe2+＋ Cu （2）2FeCl3＋Fe===3FeCl2。

要求：(1)画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯和盐桥。

(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。

(3)写出两个电极上发生的电极反应。

题组一原电池正、负极的判断与电极反应式的书写1．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的下列说法不正确的是( ) A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH－向正极移动 D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑2．研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgClB．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C．Na＋不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物3．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。

下列叙述不正确的是( )A ．a 和b 不连接时，铁片上会有金属铜析出B ．a 和b 用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu 2＋＋2e －===CuC ．无论a 和b 是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D ．a 和b 分别连接直流电流正、负极，电压足够大时，Cu 2＋向铜电极移动4．铅蓄电池的工作原理为Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O ，研读下图，下列判断不正确的是()A ．K 闭合时，d 电极反应式：PbSO 4＋2H 2O －2e －===PbO 2＋4H ＋＋SO 2－4 B ．当电路中转移0.2 mol 电子时，Ⅰ中消耗的H 2SO 4为0.2 mol C ．K 闭合时，Ⅱ中SO 2－4向c 电极迁移D ．K 闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d 电极为正极 5．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A ．正极反应为Zn －2e －===Zn 2＋B ．电池反应为Zn ＋Cu 2＋===Zn 2＋＋Cu C ．在外电路中，电子从正极流向负极 D ．盐桥中的K ＋移向ZnSO 4溶液 题组二 原电池原理的应用6．Ag 2O 2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH 溶液中加入适量AgNO 3溶液，生成Ag 2O 沉淀，保持反应温度为80 ℃，边搅拌边将一定量K 2S 2O 8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。

反应方程式为2AgNO 3＋4KOH ＋K 2S 2O 8=====△Ag 2O 2↓＋2KNO 3＋2K 2SO 4＋2H 2O回答下列问题：(1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是________________________________________________________________________。

(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH 溶液，电池放电时正极的Ag 2O 2转化为Ag ，负极的Zn 转化为K 2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：________________________________________________________________________。

(3)准确称取上述制备的样品(设仅含Ag 2O 2和Ag 2O)2.588 g ，在一定条件下完全分解为Ag 和O 2，得到224.0 mL O 2(标准状况下)。

计算样品中Ag 2O 2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。

7．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。

请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是____________________，在导线中电子流动方向为________(用a 、b 表示)。

(2)负极反应式为_____________________________________________________(3)电极表面镀铂粉的原因是(4)该电池工作时，H 2和O 2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。

因此，大量安全储氢是关键技术之一。

金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下： Ⅰ.2Li＋H 2=====△2LiH Ⅱ.LiH＋H 2O===LiOH ＋H 2↑①反应Ⅰ中的还原剂是________________，反应Ⅱ中的氧化剂是________________。

②已知LiH 固体密度为0.82 g·cm －3，用锂吸收224 L(标准状况)H 2，生成的LiH 体积与被吸收的H 2体积比为________。

③由②生成的LiH 与H 2O 作用，放出的H 2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________mol 。

题组一 原电池原理及其应用1．理论上不能用于设计成原电池的反应是( ) A ．HCl ＋NaOH===NaCl ＋H 2O ΔH ＜0B ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)――→点燃2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＜0 C ．4Fe(OH)2(s)＋2H 2O(l)＋O 2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH ＜0 D ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＜02．X 、Y 、Z 都是金属，把X 投入Z 的硝酸盐溶液中，X 的表面有Z 析出，X 与Y 组成原电池时，Y 为电池的负极，X 、Y 、Z 三种金属的活泼性顺序为( )A ．X>Y>ZB ．X>Z>YC ．Y>X>ZD ．Y>Z>X3．(2011·吉林模拟)依据氧化还原反应：2Ag ＋(aq)＋Cu(s)===Cu 2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。