学生第2讲原电池工作原理化学电源

化学反应原理专题1化学反应中的能量变化1第2讲原电池工作原理化学电源知识梳理：1．原电池原理CuAl极：反应；电极反应式：。极：反应；电极反应式：稀H2SO4溶液溶液中离子移动方向：SO42-、OH-移向极；H+移向极。电子移动方向：从极经外电路流向极；电流方向：从极经外电路流向极；总化学反应方程式：。思考：(1)原电池的能量转换形式？(2)构成原电池的条件是什么？(3)原电池正负极的判断方法有哪些？(4)若将稀硫酸换成硝酸银溶液正极电极反应式：负极电极反应式：总反应式：若将稀硫酸换成氢氧化钠溶液若将稀硫酸换成浓硝酸：正极电极反应式：负极电极反应式：总反应式：正极电极反应式：负极电极反应式：总反应式：通过上述电极反应式的书写，你领会到如何写电极反应式了吗？(5)盐桥的作用：。2．化学电源(1)氢氧燃料电池①用硫酸作电解质时负极：，正极：。正负极PH值及总溶液PH的变化？②用NaOH作电解质时负极：，正极：。正负极PH值及总溶液PH的变化？③用掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体电解质，在熔融状态下能传导O2-。负极：，正极：。思考：（1）书写燃料电池的电极反应式时，要注意什么？(2)若将氢气换成CH4或CH3OH，其电极反应式又如何？化学反应原理专题1化学反应中的能量变化2电解质电极名称CH4燃料电池H2SO4负极电极反应式正极电极反应式总反应式NaOH负极电极反应式正极电极反应式总反应式(2)二次电池(如铅蓄电池，H2SO4作电解液，①放电时：负极：，正极：。正负极的PH值如何变化？溶液的PH值如何变化？②充电时：阴极：，阳极：。思考：充电时，蓄电池上的负极接电源的极，作_____极,蓄电池上的正极接电源的极，作_____极,3．原电池原理应用(1)金属的腐蚀分为、。电化学腐蚀分类：①析氢腐蚀：在金属外面的水膜呈性时发生析氢腐蚀。负极：，正极：。②吸氧腐蚀：在金属外面的水膜呈性时发生吸氧腐蚀。负极：，正极：。总反应式：溶液中的反应方程式：例题分析：1.电极的判断例1.如右下图所示，如果电流计偏转，a变粗，b变细，符合这种情况的是（）A.a是锌，b是铜，c是硫酸溶液B.a是铁，b是银，c是硝酸银溶液C.a是银，b是铁，c是硝酸银溶液D.a是铁，b是碳，c是氯化铜溶液例2．（2010全国卷1）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：22TiO/STiO/Sh（激发态）+-22TiO/STiO/S+e3I+2e3I2232TiO/S3I2TiO/S+I下列关于该电池叙述错误．．的是：A．电池工作时，是将太阳能转化为电能B．电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电C．电池中镀铂导电玻璃为正极D．电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电化学反应原理专题1化学反应中的能量变化3例3．[余杭高级中学第四次月考]如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是A．a中铁钉附近呈现红色B．b中铁钉上发生还原反应C．a中铜丝上发生氧化反应D．b中铝条附近有气泡产生2.电极反应式的书写例4．（08年宁夏理综·10）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．CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B．O2(g)+4H＋(aq)+4e－=2H2O(1)C．CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H＋(aq)+6e－D．O2(g)+2H2O(1)+4e－=4OH－例5．（1）有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起博器的能源。它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。请写出两极反应的方程式。正极___________________________，负极____________________________。例6．[2010届江苏省姜堰中学高三化学试卷12月]（9分）Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。（1）电池的负极材料为，发生的电极反应为；（2）电池正极发生的电极反应为；（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是，反应的化学方程式为；（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。3.金属活泼性的判断例7．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()A．abcdB．acdbC．cabdD．bdca4．原电池设计例8．[绍兴一中期末]某原电池总反应为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，下列能实现该反应的原电池是（）ABCD电极材料Cu、ZnCu、AgCu、CFe、Zn电解液FeCl3Fe2（SO4）3Fe（NO3）2CuSO45．学科内综合例9．[慈溪中学第二次月考]控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确．．．的是A．反应开始时乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极化学反应原理专题1化学反应中的能量变化4例10．将AsO34+2I-+2H+AsO33+I2+H2O设计成右下图所示的电化学装，其中C1、C2均为碳棒。甲、乙两组同学分别进行下述操作：甲组：向B烧杯中逐滴加入浓盐酸乙组：向B烧杯中逐置滴加入40%NaOH溶液下列描述中，正确的是（）A．甲组操作过程中，C2做负极B．乙组操作过程中，C1上发生的电极反应为：2I—－2e—=I2C．两次操作过程中，微安表（G）指针的偏转方向相反D．甲组操作时该装置为原电池，乙组操作时该装置为电解池6.新型电池例11．、[慈溪中学第二次月考]一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现有Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2的混合气体，制作650℃时工作的燃料电池，其电池总反应是2CO＋O2＝2CO2。则下列说法中正确的是A.通CO的一极是电池的正极Ｂ.正极发生氧化反应C.负极电极反应是：O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－D.熔融盐中CO32－的物质的量在工作时保持不变例12．2010安徽卷）某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－C.每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极例13．（2010江苏卷）右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化例14．（09浙江卷）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：下列说法不正确的是A．放电时，负极的电极反应式：Li-e-=Li+C．该电池不能用水溶液作为电解质B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应D．放电过程中Li+向负极移动例15．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH下列叙述不正确的是A．放电时锌做负极B．充电时氢氧化铁被氧化C．放电时溶液的碱性增强D．放电时转移3mole—，有2molFeO42-被还原充电放电Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2