高一化学必修2原电池专题.docx
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化学能与电能的转化—原电池专题
1、概念:
把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、原电池的工作原理:
通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
3、构成原电池的条件:
(1)电极为导体且活泼性不同;
(2)两个电极接触(导线连接或直接接触);(3)两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。
【例题分析】
例1、在如图所示的8个装置中,属于原电池的是()
A.①④ B.③④⑤ C.④⑧ D.②④⑥⑦
4、电极名称及发生的反应:
负极:
较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,
电极反应式:
较活泼金属-ne-=金属阳离子
负极现象:
负极溶解,负极质量减少。
正极:
较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,
电极反应式:
溶液中阳离子+ne-=单质
正极的现象:
一般有气体放出或正极质量增加。
5、原电池正负极的判断方法:
①依据原电池两极的材料:
较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);
较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向:
(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:
阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的反应类型:
负极:
失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
正极:
得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。
6、原电池电极反应的书写方法:
(i)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。
因此书写电极反应的方法归纳如下:
①写出总反应方程式。
②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。
(ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
【例题分析】
例2、被称之为“软电池”的纸质电池,其电池总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH).下列说法正确的是( )
A.该电池的负极为锌
B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C.当65 g Zn完全溶解时,流经电极的电子1.204×1023个
D.电池正极发生MnO2得电子氧化反应
例3、Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
该电池工作时,下列说法正确的是()
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正极移动
例4、某原电池总反应离子方程式为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是( )
A.正极为碳,负极为铁,电解质溶液为FeSO4溶液
B.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3
D.正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4
例5、如图,有关零排放车载燃料电池叙述正确的是( )
A.正极通入H2,发生还原反应
B.负极通入H2,发生还原反应
C.导电离子为质子,且在电池内部由正极定向移向负极
D.总反应式为2H2+O2 = 2H2O
7、原电池的应用:
①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
③设计原电池。
④金属的腐蚀。
【例题解析】
例6、根据下列事实,①②
③④由Y、W电极组成的原电池、电极反应为:
可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是:
A、B、
C、D、
例7、根据下列事实:
①A+B2+=A2++B;②D+2H2O=D(OH)2+H2↑;③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2++2e-=E,B-2e-=B2+。
由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是( )。
A.D2+>A2+>B2+>E2+B.A2+>B2+>D2+>E2+
C.D2+>E2+>A2+>B2+D.E2+>B2+>A2+>D2+
△例8、下图实验为研究金属腐蚀的实验,下列相关说法正确的是()
A.食盐水中有气泡逸出
B.铁表面的反应为Fe-3e=Fe3+
C.红色首先在食盐水滴的中心出现
D.该实验研究的是金属的吸氧腐蚀
8、化学电源基本类型:
(课本内反应必须能自己分析彻底)
①干电池:
活泼金属作负极,被腐蚀或消耗。
如:
Cu-Zn原电池、锌锰电池。
②充电电池:
两极都参加反应的原电池,可充电循环使用。
如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。
③燃料电池:
两电极材料均为惰性电极,电极本身不发生反应,而是由引入到两极上的物质发生反应,如H2、CH4燃料电池,其电解质溶液常为碱性试剂(KOH等)。
***原电池电极反应书写练习***
(1)C2H5OH燃料电池(电解质:
NaOH溶液)
负极:
正极:
总反应:
pH:
正极负极总体系(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)C2H5OH燃料电池(电解质:
稀硫酸)
正极:
负极:
总反应:
(3)甲烷燃料电池(电解质:
熔融碳酸盐)
正极反应:
负极反应:
总电池反应:
(4)甲烷燃料电池(电解质:
固体电解质:
高温下能传导O2-)
负极反应:
正极反应:
总电池反应:
(5)Mg-Al-NaOH溶液
负极反应:
正极反应:
总离子反应:
(6)Fe-Cu-NaOH溶液
负极反应:
正极反应:
总化学反应方程式:
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