原电池一对一讲义.docx

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原电池一对一讲义

原电池一对一讲义

二、常见重要知识点

一、化学能与电能的相互转化

化石燃料燃烧蒸汽发电机

1.火力发电：

化学能热能机械能电能

（氧化还原反应）

化学电池

2.化学电源：

化学能电能

原电池的原理（氧化还原反应）

原电池

能量

转换（

实质）

化学能→电能的装置。

（两极分别发生氧化还原反应，产生电流）

锌铜原电池

电

极

名

称

负极

（电子流出的一极）

正极

（电子流入的一极）

材

料

较活泼金属（Zn）

较不活泼金属（Cu）

金属（Fe）

非金属（C）

金属（Pb）

金属氧化物（PbO2）

电解液

通常和电极反应。

构

成

条

件

两极、一液、一线、一反应

①两个活泼性不同的金属

②电解质溶液

③电极用导线相连并插入电解液

④能自发地进行一个氧化还原反应

负极（Zn）：

Zn-2e-=Zn2+

（氧化反应）

正极（Cu）：

2H++2e-=H2↑

（还原反应）

总反应：

Zn+2H+=Zn2++H2↑

该氧化还原反应的化学能转变为电能。

离子迁移

池内

阳离子向正极作定向移动，

阴离子向负极作定向移动。

（池内）电流：

由负极到正极。

电子迁移

（池外）电子流动：

由负极到正极

（池外）电流：

由正极到负极。

重要

应用

制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率

干电池、铅蓄电池、新型高能电池、

二、发展中的化学电源：

几种常见电池和新型燃料电池

1.干电池2.充电电池3.燃料电池

归纳如下表：

化学反应

特点

锌—锰电池

（一次电池）

负极：

（锌筒）：

Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）

正极：

（碳棒）：

2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O

总反应：

Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2

锌银电池Zn|KOH|Ag2O

（一次电池）

锌银电池Zn|KOH|Ag2O

负极：

Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

正极：

Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

总反应：

Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn（OH）2

能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等

铅蓄电池（充电电池）

负极：

Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正极：

PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O

总反应：

Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O

锂电池

新型电池

（充电电池

负极：

Li–e--=Li+

正极：

MnO2+2e-=MnO2-

总反应：

Li+MnO2=LiMnO2

温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。

适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。

燃

料

电

池

氢氧

燃料

电池

碱性电池：

电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：

负极：

2H2–4e-+4OH-===4H2O

正极：

O2+4e-+2H2O===4OH-

酸性电池：

电解质溶液为硫酸溶液：

负极：

2H2–4e-===4H+

正极：

O2+4e-+4H+===2H2O

反应物不是贮存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。

产物是水，无污染。

一种高效、环境友的发电装置。

甲烷燃料电池

电解质溶液为氢氧化钾溶液：

负极：

CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O

正极：

2O2+8e-+4H2O===8OH-

总反应：

CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O

水果电池原电池

锌锰干电池铅蓄电池构造示意图

氢氧燃料电池构造示意图锂离子电池

三、典型例题

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（05上海高考题）

例2、将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C．两烧杯中溶液的pH均增大

D．产生气泡的速度甲比乙慢（06上海高考题）

例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。

电池总反应为：

4A1+3O2+6H2O==4A1（OH）3，

下列说法不正确的是（06年江苏高考题）

A．正极反应式为：

O2+2H2O+4e==40H-

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用

例4．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2＝LiMnO2,下列说法正确的是

A.Li是正极，电极反应为Li－e-＝Li+

B.Li是负极，电极反应为Li－e-＝Li+

C.Li是负极，电极反应为MnO2+e-＝MnO2

D.Li是负极，电极反应为Li－2e-＝Li2+

例5．（06年广东高考题）某可充电的锂离子电池以LiMn2O4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++LiMn2O4=Li2Mn2O4。

下列说法正确的是

A．放电时，LiMn2O4发生氧化反应

B．放电时，正极的反应式为：

Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4

C．充电时，LiMn2O4发生氧化反应D、充电时，阳极的反应为：

Li+e-=Li

例6.（06年重庆高考题）

铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：

Pb+PbO2+4H++2SO2-4

2PbSO4+2H2O

请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:

（1）放电时：

正极的电极反应式是______________;电解液中H2SO4的浓度将变________;当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。

（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按题27图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成__________、B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________________________。

答案：

（1）PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O、小、48

（2）Pb、PbO2对换

四、当堂练习

1.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（）

A.阴极B.正极C.阳极D.负极

2.实验室中制取氢气，最好的方法是（）

A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应

C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌（含铜、银）与稀硫酸反应

3.将锌片和铜片用导线连接于同一稀硫酸溶液中。

下列叙述正确的是（）

A.正极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大

B.负极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大

C.正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变

D.正极附近硫酸根离子的浓度逐渐减少

4.已知空气－锌电池的电极反应为：

锌片：

石墨：

根据此判断，锌片是（）

A.负极，并被氧化B.负极，并被还原

C.正极，并被氧化D.正极，并被还原

5.X、Y、Z都是金属，把X浸入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为负极。

X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）

A.X＞Y＞ZB.X＞Z＞Y

C.Y＞X＞ZD.Y＞Z＞X

6.某金属能跟稀盐酸作用生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，

此金属是

A.MgB.FeC.AlD.Cu

7.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分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。

据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（）

A.D>C>A>BB.D>A>B>CC.D>B>A>CD.B>A>D>C

8.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，该反应的原电池的组成正确的是（）

A

B

C

D

正极

Zn

Ag

Cu

Cu

负极

Cu

Cu

Zn

Zn

电解质溶液

CuCl2

H2SO4

CuSO4

FeCl2

9.如下图所示，电流表G发生偏转，同时A极质量增加，B极质量减少，C为电解质溶液。

则A、B、C分别为（）

A.A是Zn，B是Cu，C是稀硫酸B.A是Cu，B是Zn，C是稀硫酸

C.A是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶液

D.A是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液

10.对于锌—铜—稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是（）

①锌片溶解了32.5g②锌片增重32.5g

③铜片上析出lgH2④铜片上析出1molH2

A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④

11.铅蓄电池放电时发生下列变化：



负极：

Pb+

-2e-==PbSO4

正极：

PbO2+4H++

+2e-==PbSO4+2H2O

使用该电池电解CuSO4溶液，要得到纯铜1.6g，这时铅蓄电池消耗H2SO4的物质的量为（B）

A.0.025molB.0.05molC.0.1molD.0.2mol

12.根据氧化还原反应方程式：

2Fe3++Fe==3Fe2+,请将其设计成一个原电池：



（1）电极的负极是。



（2）可用等材料作正极。



（3）正极发生的电极反应式是。

12.

（1）Fe　

（2）活动性比铁弱的导体（3）Fe3++e-==Fe2+

13.如图所示，组成一个原电池。



（1）当电解质溶液为稀硫酸时：



①Fe电极是（填“正”或“负”）极，其电极反应为，该反应是（填“氧化”或“还原”）反应；

②Cu电极是（填“正”或“负”）极，其电极反应为，该反应是反应。



（2）当电解质溶液为稀硝酸时：



①Fe电极是极，其电极反应为，该反应是反应。



②Cu电极是极，其电极反应为，该反应是反应。

13.

（1）①负　Fe-2e-==Fe2+　氧化②正　2H++2e-==H2↑　还原

（2）①负　Fe-3e-==Fe3+（或Fe-2e-==Fe2+）　氧化

②正　4H++NO-3+3e-==NO↑+2H2O　还原

五、课后作业

1、对于原电池的电池名称，叙述有错误的是（）

A、发生氧化反应的为负极B、正极为电子流入的一极

C、比较不活泼的金属为负极D、电流表偏向的为正极

Fe

2、下列各装置中，不能构成原电池的是（电解质都为稀硫酸）（）

C

Fe

C

Fe

Cu

Zn

Fe

A、B、C、D、

3、如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是（）

a

A、a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸G

b

B、b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液

C、a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸

D、b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液

4、把a、b、c、d4块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池：

若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极。

则这4种金属的活动性顺序由大到小为（）

A、a>b>c>dB、a>c>d>bC、c>a>b>dD、b>d>c>a

5、已知空气－锌电池的电极反应：

锌片：

Zn－2OH－－2e－＝ZnO＋H2O，石墨：

1/2O2＋H2O＋2e－＝2OH－

据次推断锌片是（）

A、负极，被氧化B、负极，被还原C、正极，被氧化D、正极，被还原

6．右图是氢氧燃料电池构造示意图。

关于该电池的说法不正确的是…………………………………………………………………（C）

A．a极是负极

B．正极的电极反应是：

O2+2H2O+4e-=4OH-

C．电子由b通过灯泡流向a

D．氢氧燃料电池是环保电池

7．铁在下列情况下腐蚀最快的是………………………………（D）

A．铁放入海水中

B．将铁和锌连接后放入到海水中

C．将铁和锌连接后放入到淡水中

D．将铁和锡连接后放入到海水中

8．如图所示装置：

（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象为。

两极反应式为：

正极；

负极。

该装置将能转化为能。

（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为，

总反应方程为

答案：

（1）镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；

正极：

2H++2e—=H2↑负极：

Mg－2e—=Mg2+

化学能、电能

（2）Al；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

9．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应式可以表示为：

已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸，以下说法正确的是（）

①以上反应是可逆反应；②以上反应不是可逆反应；③充电时化学能转变为电能；④放电时化学能转变为电能

A．①③B．②④C．①④D．②③

（2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。

在酸性土壤中这种污染尤为严重。

这是因为：

。

答案：

（1）B；

（2）Ni（OH）2和Cd（OH）2能溶于酸性溶液

10．在由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出3.36L（标准状况）的H2时，硫酸恰好用完，则：

①产生这些气体消耗的锌的质量是多少？

②通过导线的电子的物质的量是多少？

③原稀硫酸的物质的量浓度是多少？

答案：

．①9.75g；②0.3mol；③0.75mol/L