铜－锌原电池及其原理 (4)

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1、第20讲原电池化学电源班级：________第____组姓名：________组内评价：________教师评价：________考纲展示：1.了解原电池和电解池的工作原理，会书写电极反应式和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。学情分析：纵观近几年的高考试题发现，高考主要围绕着原电池工作原理及其应用进行命题。考查原电池工作原理往往以新型能源电池或燃料电池为载体，考查原电池正负极的判断、电极反应的书写、电子或电流的方向及溶液pH的变化等；原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀

2、及解释某些化学现象等，主要以选择题、填空题形式出现。【知识梳理】一.原电池的工作原理1．概念和反应本质原电池是把转化为的装置，其反应本质是。2．工作原理(以铜—锌原电池为例)装置图电极名称负极正极电极材料片片电极反应反应类型反应反应电子流向由片沿导线流向片电流方向由片沿导线流向片电解质溶液中离子流向电解质溶液中，阴离子向迁移，阳离子向迁移盐桥中离子流向盐桥中含有饱和KCl溶液，移向正极，移向负极电池反应方程式3．构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反

3、应)。(2)二看两电极：一般是不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入溶液中。【总结提升】原电池中判断正负极的方法二.化学电源1.一次电池：（1）碱性锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。负极材料：电极反应：正极材料：电极反应：(2)银锌纽扣电池(电解质溶液为KOH溶液)负极材料：，电极反应：，正极材料：，电极反应：，总反应：。2．二次电池铅蓄电池(电解质溶液为30%H2SO4溶液)总反应

4、：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。①放电时的反应负极反应：，正极反应：，总反应：。电解质溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。②充电时的反应阴极反应：阳极反应：，3．燃料电池(1)氢氧燃料电池①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。电池酸性碱性或中性负极反应式正极反应式总反应式2H2＋O2===2H2O②燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由供给。(2)铝—空气—海水电池负极材料：铝片，正极材料：铂片，电解质溶液：海水，负极反应：，正极反应：，总反应：。【总

5、结提升】原电池电极反应的书写方法【细研考题】1．[2015·天津卷改编]锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。(1)铜电极上发生________反应。(2)电池工作一段时间后，甲池的c(SO)________(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量________。(4)________通过交换膜向正极移动，保持溶液中电荷平衡。2．[2016·全国新课标卷Ⅲ改编]锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为

6、2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。(1)放电时，负极反应为___________________________________________。(2)放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气________L(标准状况)。3．[2016·北京卷节选]用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO的反应原理如图所示。(1)作负极的物质是________。(2)正极的电极反应式是_____________________。4．[2016·

7、浙江卷]金属(M)—空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是(　　)A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属—空气电池，Al—空气电池的理论比能量最高C．M—空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4

8、ne－===4M(OH)nD．在Mg—空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜【递进题组】1．[2017·连云港模拟]Al－Ag2O电池是一种可用作水下动力的优良电源，其原理如图所示。该电池工作时总反应式2Al＋3Ag2O＋2NaOH===2NaAlO2＋6Ag＋H2O，则下列说法错误的是(　　)A．工作时正极发生还原反应B．当电极上生成1.08gAg时，电路中转移的电子为0.01molC．Al电极的反应式为Al－3e－＋4OH－==