原电池工作原理及化学电池

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时间:2018-09-18

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1、原电池工作原理1.原电池工作原理口诀:原电池分两极(正、负);负极氧化正(极)还原;电子由负(极)流向正(极);阳(离子)向正(极)阴(离子)向负(极)。2.钢铁电化学腐蚀的正负极反应:正极:O2+4e-+2H2O===4OH-;负极:Fe-2e-===Fe2+。3.氢氧燃料电池(KOH作电解质)的电极反应:负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O;正极:O2+4e-+2H2O===4OH-。化学电源1.原理及优点化学电源依据反应原理,能量转化率是燃料燃烧无法比拟的。2.常见化学电源(1)一次电池:Zn

2、+2NH4Cl+2MnO2===Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH),负极:;正极:,电解质溶液:NH4Cl等。(2)二次电池:①银锌纽扣电池:Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,负极:;正极:;电解质溶液:KOH。②铅蓄电池:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,负极:;正极:;电解质溶液(3)燃料电池:①氢氧燃料电池:2H2+O2===2H2O负极:失电子;正极:得电子;电解质溶液:氢氧化钾或稀硫酸。②甲醇—空气燃料电池:2CH3OH+O2+4OH-===2CO+6H2O负极

3、:失电子;正极:得电子;电解质溶液:KOH。原电池应用(1)加快化学反应速率:①分析:构成原电池,加快了电子转移,加快了化学反应速率。②实例:实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池,加快了锌的腐蚀,使产生H2的速率加快。(2)比较金属的活动性强弱:①分析:原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。②实例:有两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察到A极溶解,B极上有气泡产生,由原电池原理可

4、知,金属活动性A>B。(3)金属材料的防护:①分析:将被保护金属设计成原电池的正极。②实例:轮船在海里航行时,为了保护轮船不被腐蚀,可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属,如Zn,这样构成的原电池Zn为负极,而Fe为正极,从而防止了铁的腐蚀。(4)制作化学电源——设计原电池:①分析:已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。即:负极:还原剂-ne-===氧化产物;正极:氧化剂+ne-===还原产物。②实例:利用

5、氧化还原反应Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu设计成如图所示的原电池。a.该原电池的电极反应为:负极(Zn):Zn-2e-===Zn2+(氧化反应);正极(Cu):Cu2++2e-===Cu(还原反应)。b.装置:典题1、下列关于原电池的叙述,错误的是(  )A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应D.原电池放电时,电子的方向是从负极到正极2、铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和

6、外伤止血剂等。(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的方程式:_______________________________________________________________________________________________________。(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。正极反应式:__________,负极反应式:__________。3、将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中,下列各叙述错误的是(  )A.锌片作

7、负极,锌发生还原反应B.铜片作正极C.正极反应为:2H++2e-===H2↑D.溶液中的H+移向正极4、 一个原电池总反应为:Zn+M2+===Zn2++M。(1)该原电池电极材料及电解质可能是________。(2)M可以是下列金属中________。A.MgB.FeC.CuD.Ag5、下图装置能够组成原电池的是(  )6、某金属能和盐酸反应生成氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,则该金属可能为(  )A.铝B.铜C.锡D.硅7、常用的纽扣电池为银锌电池,它分别以锌和氧化银为电极。放电时锌极上的电极反

8、应是Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,氧化银极上的反应是Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-,下列判断中,正确的是(  )A.锌是负极,发生氧化反应,氧化银是正极,发生还原反应B.锌是正极,发生氧化反应,氧化银是负极,发生还原反应C.锌是负极,发生还原反应,氧化银是正极,发生氧化反应[来源:学科网ZXXK]D.锌是正极,发生还原反应,氧化银是负极,发生氧化反应8、某原电池反应的离子方程式为:F

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