原电池总复习

1原电池总复习一、定义：将化学能直接转变成电能的装置。二、构成原电池的条件：①电解质溶液②两个导体做电极③形成闭合回路(或在溶液中接触)④有能自发进行的氧化还原反应三、原理本质：放热的氧化还原反应四、原电池电极的判断（1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。（2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。（3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。（4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。（5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。（但铅蓄电池放电时正负极质量都增大）（6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。（7）根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。五、电极反应式的书写（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：负极：Cu－2e－＝Cu2＋正极：NO3－+4H＋+2e－＝2H2O+2NO2↑再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为：负极：2Al+8OH－－2×3e－＝2AlO2－+2H2O正极：6H2O+6e－＝6OH－+3H2↑（2）要注意电解质溶液的酸碱性。在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH－，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以CO32－离子形式存在，而不是放出CO2气体。（3）要考虑电子的转移数目在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，2一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。（4）要利用总的反应方程式从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。六、金属的腐蚀与防护1．腐蚀①金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀。②电化学腐蚀的类型：吸氧腐蚀和析氢腐蚀。吸氧腐蚀：金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀，叫吸氧腐蚀。例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下，负极Fe：2Fe－4e－+4OH－=2Fe(OH)2正极C：2H2O+O2+4e－=4OH－。钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀。析氢腐蚀金属在酸性较强的溶液中发生电化学腐蚀时放出氢气的腐蚀叫做析氢腐蚀。电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2+4e－+2H2O=4OH－2H++2e－=H2↑负极反应2Fe－4e－+4OH－=2Fe(OH)2Fe－2e－=Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内2．金属的防护方法（1）改变金属的内部结构：如制成不锈钢。（2）覆盖保护层：涂漆、电镀、搪瓷、涂沥青、塑料、沥青等。（3）电化学保护法：①牺牲阳极保护法：如轮船的船底四周镶嵌锌块。②外加电流阴极保护法（又叫阴极电保护法）：将被保护的金属制品（如水库闸门、合成氨塔等）与直流电源的负极相连接，做电解池的阴极，受到保护。七、常见的原电池(1)一次电池①碱性锌锰电池Zn+2MnO2+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)2负极Zn+2OH－－2e－=Zn(OH)2；正极:2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－②锂电池8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S负极：8Li－8e－＝8Li+；正极：3SOC12+8e－＝SO32－+2S+6Cl－(2)二次电池①铅蓄电池:Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42－－2e－＝PbSO4；正极：PbO2+4H++SO42－+2e－＝PbSO4+2H2O②镍一镉碱性蓄电池负极:Cd+2OH－－2e－=Cd(OH)2；正极:2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni(OH)2+2OH－(3)燃料电池①氢氧燃料电池2H2+O2＝2H2O当用酸性电解质时，负极：2H2－4e－＝4H+；3正极：O2+4H++4e－＝2H2O当用碱性电解质时，负极：2H2+4OH－－4e－＝4H2O；正极：O2+2H2O+4e－＝4OH－②甲烷燃料电池（金属铂片作电极）当用碱性电解质时，CH4+2O2+2OH－=CO32－+3H2O负极：CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O；正极：2O2+4H2O+8e－=8OH－当用酸性电解质时，CH4+2O2=CO2+2H2O负极：CH4+2H2O－8e－=CO2+8H+；正极：2O2+8H++8e－=4H2O课堂练习：1.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是________________________________________________。(2)装置乙中正极的电极反应式是_____________________________________________。(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是____________________________________________2.将纯锌片和纯铜片按下图所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43.依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：（1）电极X的材料是；电解质溶液Y是；（2）银电极为电池的极，发生的电极反应为；X电极上发生的电极反应为；（3）外电路中的电子是从电极流向电极。4.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂一KNO3的U型管)构成—个原电。以下有关该原电池的叙述正确的是．①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-＝Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①②D．②③C②④D．③④5.右下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2TiO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，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是A．电池工作时，锌失去电子5B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g7.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8.铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是A正极反应为：Zn—2e-=Zn2+B电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2++CUC在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的K+移向ZnSO4溶液9.锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为Zn＋2MnO2＋2NH＋4===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O，此电池放电时，在正极(碳棒)上发生反应的物质是A．ZnB．碳C．MnO2和NH＋4D．Zn2＋和NH310.碱性电池容量大、电流大，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾为电解液，电池反应为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2下列说法中错误的是A.电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g11.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2OAg2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－总反应为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是A.在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大B.在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn极，C.Zn是负极，Ag2O是正极D.Zn极发生还原反应，Ag2O极发生氧化反应12.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方程式为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.MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO－2D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋13.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是A．Pb为正极被氧化B．溶液的pH不断减小6C．SO2－4只向PbO2处移动D．电解质溶液的pH不断增大14.氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应式如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为A．1.8molB．3.6molC．100molD．200mol15.有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole－②负极