最新人教版高中化学《化学电源》教材梳理
人教版高中化学选修四 化学电源 PPT课件

燃料电池汽车
四、燃料电池:
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能 直接转换成电能的化学电池。(氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……)
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式: 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 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, 电流总反应式为:
Zns+2MnO2s+H2Ol=ZnOH2s+Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程:
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
优点: 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点: 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨,负极盖填充锌汞 合金,电解质溶液KOH溶液。反应式为: 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++Mn2O3 + 2NH3 + H2O
优点:制作简单、价格便宜。 缺点:放电时间短,电压下降快。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应: Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极:(Zn)
高中化学第四章电化学基础第二节《化学电源》知识点归纳及例题解析新人教版选修4(2021年整理)

第二节化学电源1.碱性锌锰电池的负极是Zn,正极是MnO2,电解质溶液是KOH。
2.铅蓄电池是最常见的二次电池,正极是PbO2,负极是Pb,电解质溶液是H2SO4溶液. 3.氢氧燃料电池两类型:(1)酸性电解质时:负极反应式:2H2-4e-===4H+;正极反应式:O2+4H++4e-===2H2O。
(2)碱性电解质时:负极反应式:2H2+4OH--4e-===4H2O;正极反应式:2H2O+O2+4e-===4OH-。
化学电池1.概念将化学能变成电能的装置。
2.分类3.电池优劣的判断标准(1)单位质量或单位体积所输出的电能的大小(比能量),或者输出的功率的大小(比功率)。
(2)电池储存时间长短.[师生互动·解疑难](1)化学电池能量转化率高,供能稳定可靠。
(2)可制成各种形状和大小,不同容量和电压的电池及电池组,使用方便。
(3)电池中的镍、镉、锰、铅等金属离子会对土壤、水源造成污染,应集中回收处理。
1.下列说法中,不.正确的是()A.化学电池是将化学能转变成电能的装置B.化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C.化学电池供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小,使用方便,易于维护D.废旧电池可以随意丢弃解析:本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。
废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康危害很大,所以废旧电池应回收处理。
答案:D一次电池—-碱性锌锰电池1.构造2.组成正极材料:MnO2;负极材料:Zn;电解质:KOH.3.工作原理负极:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2;正极:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-;总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2.[师生互动·解疑难](1)碱性锌锰干电池克服了普通锌锰干电池的缺点,单位质量所输出的电能多且储存时间长,适用于大电流和连续放电。
高中化学 人教版选修4 课件:第四章 第二节 化学电源(33张PPT)

总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)===Pb(s)+PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)。
总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)===Pb(s)+PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)。 上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式:
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3.铅蓄电池的特点 电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉、生产生活 中应用广泛,缺点是比能量低、笨重、废弃电池污染环境
接
要点二
一次电池
胶状 ,不流动,也叫做 一次电池的电解质溶液制成________ 干电池。 1.特点 一次电池不能充电,不能反复使用。 2.常见的一次电池
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种类 特点 基本构造
碱性锌锰电池 负极:①______ 锌 正极:②______ MnO2 电解质:③______ KOH ⑦__________________
- +
- -
2
2
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2.燃料电池的优点 (1)能量转换率高:燃料电池的能量转换率超过 80%,普通燃烧过 程能量转换率仅 30%多。
小 。 (2)污染________
综合
拓展 电极反应式的书写方法 1.书写要遵循的原则 原电池两电极上分别发生氧化反应或还原反应,因此电极反 应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。
第四章 电化学基础
第二节 化学电源
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1.了解化学电源的优点及在各方面的应用。 2.认识一次电池、二次电池和燃料电池。 3.了解废旧电池对环境的危害,树立环保意识
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要点一
化学电池
化学 能变成________ 电 能的装置。 化学电池是将________ 1.化学电池的分类
人教版教材《化学电源》完整版PPT1

4Fe(s) === KCl(s)+4FeO(s) ΔH ,下列说法合理的是
它的电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂 B. 由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO3-
16.反应A2(g)+B2(g) =2AB(g)的能量变化如图所示,叙述正确的是
电
放电后经充电可使电池中的 锌银蓄电池
池
活性物质获得重生,恢复工 镍镉电池
作能力,可多次重复使用。
锂离子电池
燃料电池 是一种连续地将燃料 和氧化剂的化学能直接转化 成电能的化学电源,又称连 续电池。
氢气、甲醇、天 然气、煤气与氧 气组成燃料电池
发展中的化学电源
干电池
充电电池
燃料电池
汽车用铅蓄电池
锂离子电池
4、熔融碳酸盐介质:
O2 +4e- +2CO2= 2CO32-
常见燃料电池的电极反应
在燃料电池中,电解质溶液参与电极反应,电解质 酸碱性的改变,引起电极反应的变化,但不影响燃料及 O2 的性质。
电极反应在遵守质量守恒定律、电荷守恒、电子得 失守恒的同时,还要特别考虑电解质溶液是否参与反 应。
(1)甲烷燃料电池。
特点:铅蓄电池的电压稳定,使用方便安全可靠, 可再次充电使用。
用途:目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池, 它还广泛用于国防、生产、生活等领域。
二、充电电池—二次电池
1、铅蓄电池
电解液: 稀硫酸 负极(Pb):Pb - 2e- + SO42- = PbSO4 正极(PbO2):
PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O 总反应:
高中化学新人教版化学选择性必修1化学电源 课件(55张)

[情境探究] 1.若该生物电池为酸性介质,试写出该燃料电池的正极反应式。
提示:该生物电池的正极上 O2 得电子,结合 H+生成水,电极反应式为 O2+ 4e-+4H+===2H2O。 2.电池放电过程中阳离子(H+)向哪一极迁移? 提示:电池放电过程中,阳离子移向正极。 3.若该生物电池为酸性介质,以葡萄糖为原料并完全氧化,试写出该燃料电池的
下列有关说法错误的是
()
A.三维多孔海绵状 Zn 具有较高的表面积,所沉积的 ZnO 分散度高
B.充电时阳极反应为 Ni(OH)2+OH--e-===NiO(OH)+H2O C.放电时负极反应为 Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O D.放电过程中 OH-通过隔膜从负极区移向正极区
解析: A 正确,三维多孔海绵状 Zn 为多孔结构,具有较高的表面积,所沉积的 ZnO 分散度高;B 正确,二次电池充电时遵循电解池原理,阳极发生氧化反应,元素化合 价升高,原子失去电子,阳极反应为 Ni(OH)2+OH--e-===NiO(OH)+H2O;C 正 确,二次电池放电时遵循原电池原理,负极发生氧化反应,元素化合价升高,Zn 失 去电子,由电池总反应可知,负极反应为 Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;D 错误, 二次电池放电时,阴离子从正极区向负极区移动。
4.可充电电池充、放电时电极的连接
[名师点拨]
(1)二次电池放电时遵循原电池原理,将化学能转化为电能;充电时遵循电解池 原理,将电能转化为化学能。
(2)蓄电池充电时的电极反应和总反应是放电时反应的逆反应,但蓄电池充、放 电时的合并总反应不是可逆反应。
(3)充电时电池正极接电源正极作阳极,电池负极接电源负极作阴极。 (4)放电时,阴离子移向负极,阳离子移向正极;充电时,阴离子移向阳极,阳 离子移向阴极。 (5)若电极反应消耗 OH- (或 H+),则电极周围溶液 pH 减小(或增大);若电极反 应生成 H+(或 OH-),则电极周围溶液的 pH 减小(或增大);若总反应的结果是消耗 OH-(或 H+),则溶液的 pH 减小(或增大);若总反应的结果是生成 H+(或 OH-),则 溶液的 pH 减小(或增大)。
高中化学 化学电源

高中化学化学电源在我们的日常生活中,电源无处不在,从手机、电脑到电动汽车,都离不开电源的支持。
而在高中化学的学习中,化学电源是一个重要的知识点。
今天,咱们就来好好聊聊这个有趣又实用的话题。
化学电源,简单来说,就是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
它的种类繁多,常见的有一次电池、二次电池和燃料电池等。
先来说说一次电池,这其中最典型的代表就是干电池。
大家小时候都玩过玩具车吧?里面装的那种圆形的电池,通常就是干电池。
干电池的结构其实并不复杂,它主要由锌筒、碳棒、电解质糊等组成。
在放电过程中,锌筒作为负极逐渐被消耗,发生氧化反应:Zn 2e⁻=Zn²⁺;而碳棒作为正极,二氧化锰在其中得到电子发生还原反应:2MnO₂+ 2H⁺+ 2e⁻= 2MnO(OH) 。
接下来是二次电池,比较常见的就是铅蓄电池。
汽车里用的蓄电池很多就是铅蓄电池。
它在放电时,负极是铅(Pb),发生的反应是:Pb + SO₄²⁻ 2e⁻= PbSO₄;正极是二氧化铅(PbO₂),反应为:PbO₂+ 4H⁺+ SO₄²⁻+ 2e⁻= PbSO₄+ 2H₂O 。
那铅蓄电池为啥叫二次电池呢?这是因为它在放电后,经过充电又能恢复到原来的状态,继续使用。
充电时,原来的负极变成阴极,发生的反应是:PbSO₄+ 2e⁻= Pb + SO₄²⁻;原来的正极变成阳极,反应为:PbSO₄+ 2H₂O 2e⁻= PbO₂+ 4H⁺+ SO₄²⁻。
再讲讲燃料电池。
这可是一种很有前景的化学电源。
比如氢氧燃料电池,它的工作原理是氢气在负极发生氧化反应:2H₂4e⁻=4H⁺;氧气在正极发生还原反应:O₂+ 4H⁺+ 4e⁻= 2H₂O 。
燃料电池的优点可不少,它的能量转化率高,对环境的污染也比较小。
了解了这些常见的化学电源,咱们再来说说它们的工作原理。
其实,化学电源的工作原理本质上就是氧化还原反应。
在电池中,存在着两个电极,一个是负极,一个是正极。
最新人教版高中化学必修2《化学能与电能》知识梳理

第二节化学能与电能知识梳理一、原电池的工作原理及其构成条件1.原电池的工作原理:如上图所示,原电池作为电源,内部是通过离子运动产生电流的:因负极区产生大量的阳离子(Zn2+)、正极区阳离子(H+)大量减少,致使溶液中电荷分布不均匀,产生电势差。
于是,阴离子向负极运动,阳离子向正极运动。
原电池是能把化学能转化为电能的装置。
2.原电池的电极负极:发生氧化反应,电子流出的一极。
正极:发生还原反应,电子流入的一极。
3.原电池的构成条件(1)活泼性不同的两种金属(或金属与石墨)构成电极。
(2)电解质溶液,在两极发生电极反应。
(3)导线连接两极,形成闭合电路。
4.电极反应式的书写负极(锌片):Zn-2e-====Zn2+(氧化反应)正极(铜片):2H++2e-====H2↑(还原反应)总反应式:Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑ Zn+2H+====Zn2++H2↑二、发展中的化学电池1.电池的分类(1)干电池(一次电池):日常使用的锌锰电池。
(2)蓄电池(二次电池):汽车用的铅蓄电池、手机用的镍氢电池、锂电池。
(3)燃料电池:用于航天、军事领域。
知识导学重点掌握原电池的工作原理,其余内容将在选修“化学反应原理”中继续学习。
注意理解以下几点:1.原电池反应的实质是氧化还原反应:在通常情况下,氧化还原反应中得失的电子是在氧化剂与还原剂之间直接传递的,化学能主要以热能的形式释放出来。
而在原电池中,氧化反应和还原反应是分别在两极发生的:还原剂在负极处失去电子被氧化,电子通过导线传到正极;氧化剂在正极处得到电子被还原。
在此过程中,化学能转化为电能。
2.原电池中电荷的移动分两部分:一部分是电子由负极流向正极,另一部分是电解质溶液中阴阳离子的定向移动。
电子移动只能在外电路,阴阳离子的移动只能在内电路,从而构成闭合回路,形成电流。
3.原电池装置中气体未从锌片上直接放出,也说明原电池的反应比一般的化学反应速率快。
构成原电池可以加快负极参与反应的速率。
高二化学 化学电源 知识讲解

化学电源【学习目标】1、了解常见电池的分类及优点;2、了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、反应原理及应用。
【要点梳理】知识点一、化学电池1、定义化学电池是将化学能转变成电能的装置。
2、分类3、化学电池的优点①化学电池的能量转换效率较高,供能稳定可靠。
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。
③使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作。
4、判断电池优劣的主要标准①比能量:即单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位(W·h)/k或(W·h)/L。
②比功率:即单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位W/kg或W/L。
③电池的可储存时间的长短。
知识点二、常见的化学电池放电充电2PbSO4+2H2O2NiO(OH)+H2放电充电知识点四、化学电池电极反应式的书写1、根据装置书写电极反应式①先分析题目给定的图示装置,确定原电池正负极上的反应物质,并标出电子得失的数目。
②电极反应式的书写a.负极:活泼金属或H2失去电子生成阳离子;若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存,则该阴离子应写入负极反应式。
如铅蓄电池,负极:Pb+SO42--2e-=PbSO4。
b.正极:阳离子得到电子生成单质或O2得到电子,若反应物是O2,则有以下规律:电解质溶液是碱性或中性:O2+2H2O+4e-=4OH-电解质溶液是酸性;O2+4H++4e-=2H2O③正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。
2、给出总反应式,写电极反应式如果题目给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),选择一个简单的变化去写电极反应式,另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。
以2H2+O2=2H2O为例,当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。
①根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况,确定2 mol H2失掉4 mol电子,初步确定负极反应为:2H2-4e-=4H+。
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庖丁巧解牛诱学·导入·点拨材料:由我国自主研制的燃料电池城市大巴目前单车行驶里程已突破10 000公里。
清能一号和清能三号两辆大巴代表了中国燃料电池城市大巴的最高水平,上海神力科技有限公司为这两辆车提供了核心部件——燃料电池发动机。
从今年八月份至今清能一号行驶里程已经突破10 000公里,清能三号也达到了7 000公里。
第三方的相关检测也将在近期开始,随后的商业化运行也将提上议事日程。
问题设置:什么是燃料电池?其原理是什么?有什么样的发展前景?导入点拨:燃料电池是把燃料的化学能转化为电能的装置,结合原电池原理,分析燃料电池的工作原理。
来探究形形色色的电池的结构和工作原理。
知识·巧学·升华一、一次电池1.普通锌锰电池锌锰电池是最早使用的干电池。
锌锰电池的电极分别是锌(负极)和碳棒(正极),内部填充的是糊状的MnO2和NH4Cl。
电池的两极发生的反应是:负极(锌外壳):Zn-2e-Zn2+正极(碳棒):2MnO 2+2NH+4+2e-2MnO(OH)+2NH3+H2O总的电池反应为:2MnO 2+Zn+2NH4Cl2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2。
知识拓展该电池的电流—电压特性和二氧化锰的来源有关,也直接地依赖于锰的氧化价态、晶粒的大小及水化程度等;目前已全部以ZnCl2电解液代替NH4Cl,充分说明Zn2+与Cl-配合[ZnCl4]2-,而不必有NH+4存在,放电前pH=5,放电后pH上升到pH=7为中性。
电池在使用过程中电压不断下降,不能提供稳定电压,且放电功率低,比能量小,低温性能差,在-20 ℃即不能工作。
在高寒地区只可使用碱性锌锰干电池。
2.碱性锌锰电池(碱锰电池)用KOH电解质溶液代替NH4Cl作电解质时,电池的总能量和放电电流都能得到显著地提高。
其电极反应为:正极:2MnO 2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-负极:Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2总的电池反应为:Zn+2MnO 2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2辨析比较普通锌锰干电池与碱性锌锰干电池的比较:(1)碱性锌锰电池比普通的锌锰电池能量高,储存时间长;(2)适合大电流和连续放电(电流可达到普通锌锰电池的5倍);(3)放电后电压恢复能力强;(4)工作温度范围在-20~60 ℃之间,适于高寒地区使用。
3.银锌电池——钮扣电池该电池使用寿命较长,广泛用于电子表和电子计算机。
其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液。
其电极反应式为:负极:Zn+2OH--2e-ZnO+H2O正极:Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-总反应式为:Zn+Ag2O ZnO+2Ag4.高能电池——锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。
由于锂的相对原子质量很小,所以比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大,使用寿命长,适用于动物体内(如心脏起搏器)。
因锂的化学性质很活泼,所以其电解质溶液应为非水溶剂。
如作心脏起搏器的锂碘电池的电极反应式为:负极:2Li-2e-2Li+正极:I 2+2e-2I-总反应式为:2Li+I 22LiI5.海水铝电池该电池是1991年我国首创以“铝-空气-海水”电池为能源的新型航海标志灯。
这种灯以海水为电解质溶液,靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水中就能发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍。
其电极反应式为:负极:4Al-12e-4Al3+正极:3O 2+4H2O+8e-8OH-总反应式为:4Al+3O 2+6H2O4Al(OH)4方法点拨书写电极反应的方法一般分为四点:①列物质、标得失;②选离子、标电荷;③配个数、配电荷;④两式相加,验总式。
二、二次电池(可充电电池)1.原理:充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行,生成物重新转化为反应物,使充电放电可在一定时期内循环进行。
充电电池中能量的转化关系是:化学能电能2.铅蓄电池构成:该电池以Pb和PbO2作电极材料,H2SO4作电解质溶液。
其电极反应式为:负极:Pb+SO-2-2e-PbSO44+2e-PbSO4+2H2O正极:PbO 2+4H++SO-24总反应式为:Pb+PbO 2+2H2SO42PbSO4+2H2O3.碱性镍镉电池该电池以Cd和NiO(OH)作电极材料,NaOH作电解质溶液。
其电极反应式为:负极:Cd+2OH--2e-Cd(OH)2正极:2NiO(OH)+2H 2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-总反应式:Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2要点提示铅蓄电池与碱性镍镉电池的比较:从上述两种蓄电池的总反应式可看出,铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外,同时还消耗电解质硫酸,使溶液中的自由移动的离子浓度减小,内阻增大,导电能力降低。
而镍镉电池在放电时只消耗水,电解质溶液中自由移动的离子浓度不会有明显变化,内阻几乎不变,导电能力几乎没有变化。
4.氢镍可充电电池该电池是近年来开发出来的一种新型可充电池,可连续充、放电500次,可以取代会产生镉污染的镍镉电池。
其电极反应式为:负极:H2+2OH--2e-2H2O正极:2NiO(OH)+2H2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-总反应式:H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2辨析比较一次性电池与二次性电池的不同点:一次性电池的活性物质消耗到一定程度就不能使用了;二次性电池放电后可以再充电,使活性物质获得再生。
这类电池可以多次重复使用。
三、燃料电池1.常见氢氧燃料电池,其电池反应为:2H 2+O22H2O,可以在酸性或碱性电解质溶液中工作,反应原理为:酸性条件下:以金属铂为电极,电解质溶液为盐酸或硫酸。
在负极氢气失去电子,发生氧化反应;在正极氧气得到电子,发生还原反应。
负极:2H 2-4e-4H+pH变小正极:O 2+4H++4e-2H2O pH变大结论:溶液被稀释,pH变大。
2.若电解液为KOH时:负极:2H 2-4e-+4OH-4H2O pH变小正极:O 2+2H2O+4e-4OH-pH变大结论:溶液被稀释,pH变小。
3.甲烷燃料电池,KOH溶液为电解质溶液。
+7H2O电极反应:负极:CH 4+10OH--8e-CO 23正极:2O 2+4H2O+8e-8OH-电池总反应式:CH 4+2O2+2KOH K2CO3+4H2O4.铝空气燃料电池。
电极反应:负极:4Al-12e-4Al3+正极:3O 2+6H2O+12e-12OH-电池总反应式:4Al+3O 22Al2O3方法点拨原电池反应后溶液pH的变化判断方法:(1)若消耗H+,则pH增大;(2)若消耗OH-,则pH减小;(3)若生成OH-,则pH增大;(4)若生成H+,则pH减小;(5)若稀释酸溶液,则pH增大;(6)若稀释碱溶液,则pH减小。
问题·思路·探究问题1判断一种电池优劣的标准是什么?导思:从电池使用的角度考虑该问题。
面对各种电池,选择使用电池的标准即为原电池优劣的标准。
探究:主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少(即电池的比能量),或者输出功率的大小(即比功率),以及电池的储存时间的长短。
问题2怎样书写电池的电极反应方程式?导思:书写电池的电极反应式,应根据初始物质的性质和反应环境的特性,通过合理设定“反应机理”,在依次确定“直接产物”“后续产物”和“终态稳定物质”的基础上,再对各级反应式对应顺次加和(“顺接合成”),即可顺利求得相应电极反应式。
探究:(1)根据给出的化学方程式或根据题意,确定电池的正、负极,弄清在正、负极上发生反应的物质。
(2)注意电解质溶液的成分,对正、负极反应产物的影响,正、负极产物可根据题意或根据化学方程式来确定。
(3)弱电解质、气体或难溶性物质均以分子表示,其余以离子符号表示。
(4)写电极反应方程式时要保证电荷守恒、元素守恒、质量守恒,可在电极反应式一端根据需要添加H+或OH-或H2O,将两个电极反应结合起来,即可得到电池反应总方程式。
典题·热题·新题一、重点:一次性电池例1 有人设计Pt 和Zn 为电极材料,埋入人体作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H +和Zn 2+进行工作,试写出两极的电极反应式。
解析:根据题意,Zn 、Pt 和人体体液构成原电池作为心脏起搏器的能源。
由于Zn 的失电子能力比Pt 强,故Zn 作原电池负极,Pt 作正极,因为体液不可能呈较强酸性,故应发生吸氧腐蚀。
答案:负极:Zn-2e -Zn 2+;正极:2H 2O+O 2+4e -4OH -误区警示 把氧化剂当作H +,正极反应写成:2H ++2e -H 2↑是常见的错误。
由于体液的pH 一般在7左右(略呈碱性),故H +的浓度很小,氧化剂为体液中溶解的氧气而不是H +,正极反应为O 2+4e -+2H 2O 4OH -。
二、难点:二次电池例2 铅蓄电池(原电池)的电极分别为PbO 2和Pb ,电解质溶液为稀硫酸溶液,工作时原电池的总反应是:PbO 2+Pb+2H 2SO 42PbSO 4+2H 2O ,根据上述变化,判断:(1)原电池的负极是 (填电极材料);(2)工作时蓄电池正极反应为 ;(3)工作时蓄电池里电解质溶液pH (选填增大,不变,变小)。
解析:负极为Pb ,正极为PbO 2,正极发生还原反应(得电子),所以PbO 2中的Pb 由+4价降到+2价,产物中的水是PbO 2中的氧元素与硫酸中的氢元素结合的结果。
因为在正极PbO 2消耗了硫酸中的氢离子,所以蓄电池里电解质溶液的pH 增大。
答案:(1)Pb (2)PbO2+2e -+4H ++SO 24PbSO 4+2H 2O (3)增大深化升华 铅蓄电池放电是原电池反应。
铅蓄电池的电解液中硫酸溶液的密度与其物质的量浓度成正比,也决定了电解液酸碱性的变化。
原电池考查的主要形式是判断电极名称、书写电极反应、进行简单的有关电子转移的计算。
例3 银锌蓄电池是一种高能电池,它的两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为KOH 溶液,放电时它的正、负两极的电极反应式如下:Zn+2OH --2e -Zn (OH )2;Ag 2O+H 2O+2e -2Ag+2OH -下列判断正确的是( )A.锌为负极,氧化银为正极B.锌为正极,氧化银为负极C.原电池工作时,负极区溶液pH 增大D.原电池反应的化学方程式为:Zn+Ag 2O+H 2O Zn (OH )2+2Ag解析:从电极反应式看,锌失电子被氧化,所以锌为负极;Ag 2O 得电子被还原,所以是正极。
由电极反应式相加,可得方程式:Zn+Ag 2O+H 2O Zn (OH )2+2Ag从负极电极反应式分析,OH -被消耗,所以负极区溶液的pH 应减小,所以应选A 、D 。