资源简介

(共31张PPT)
1.掌握原电池的概念、反应本质和构成以及工作原理。
2.掌握电极反应式、总反应式的书写。
考纲要求
第20讲　原电池　化学电源
原电池的工作原理
01
1.概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是 。
核心知识梳理
氧化还原反应
两极 一液 成回路
2.构成条件：
前提：
自发的氧化还原反应
CuSO4溶液
负极
正极
失e-，沿导线传递，有电流产生
外电路
阴离子
阳离子
内电路
正正移
负负移
原 电 池工作 原 理
得，降，还原反应
Cu2++2e- =Cu
失，升，氧化反应
Zn-2e- =Zn2+
注意：电池内部即内电路是没有电子流动的，只有阴阳离子的流动！
电子不下水，离子不上岸
3.工作原理
单液原电池
双液原电池
盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；
b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。
双液原电池的优点：能产生持续、稳定的电流。
“带隔膜电池”
隔离+互通
1.常见的隔膜
隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
2.隔膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
1.(2020·贵州省铜仁第一中学月考)已知反应Cu(s)＋2Ag＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)为一自发进行的氧化还原反应，将其设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是
A.铜电极是正极，其电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
B.银电极上发生还原反应，电极质量增加
C.当铜电极质量减少0.64 g时，电解质溶液
中有 0.02 mol电子通过
D.外电路中电子由银电极流向铜电极
√
解题能力提升
有图有真相，方程式一定看
找电极判反应，So easy!!!
2.(2015·天津理综，4)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，下列有关叙述正确的是
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后，甲池的c( SO42- )减小
C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，
保持溶液中电荷平衡
解题能力提升
√
【理解应用】
“异常”原电池原理的深度分析
(1)铝铜浓硝酸电池
初期，活泼金属铝作负极被氧化，由于铝表面很快形成致密氧化物薄膜阻止反应继续进行，使铝钝化，钝化铝作正极，铜被浓硝酸氧化，作负极，电极反应：
铜： ；
钝化铝： 。
Cu－2e－===Cu2＋
【理解应用】
“异常”原电池原理的深度分析
(2)镁铝烧碱溶液电池
镁不溶于烧碱，铝单质可溶于烧碱，铝作负极，镁作正极，电极反应，
铝： ；
镁： 。
6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－
原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势，一般要求负极与电解质溶液能发生反应（燃料电池除外）。
特别提醒
新型电池电极反应式、总反应式的书写
02
（2）燃料电池常用的电解质
①酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；
②碱性电解质溶液，如NaOH溶液；
③熔融氧化物；
④熔融碳酸盐，如K2CO3；
1.　燃料电池电极反应式书写
（1）燃料电池常用的燃料：
H2、CO、烃(如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、肼(N2H4)等。
高温（无水） 离子
【题型模板】
1.　燃料电池电极反应式书写
总式
O2 O2-
1.　燃料电池电极反应式书写
(以CH4燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响)
酸性电解质（H+） 碱性电解质（OH－）
总反应
正极
负极
O2＋4e－＋4H＋=2H2O
CH4－8e－＋2H2O=CO2↑＋8H＋
CH4＋2O2=CO2＋2H2O
CH4＋2O2+2OH－=CO32－＋2H2O
O2+4e－＋2H2O=4OH－
CH4－8e－＋10OH－=CO32－＋7H2O
先写总反应——正极O2看环境——总式减掉正极得负极
1.　燃料电池电极反应式书写
(以CH4燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响)
熔融金属氧化物(O2-) 熔融碳酸盐(CO32-)
总反应
正极
负极
O2+4e－=2O2-
CH4－8e－＋4O2－=CO2↑＋2H2O
CH4＋2O2=CO2＋2H2O
O2＋4e－＋2CO2=2CO32－
CH4－8e－＋4CO32－ =
5CO2↑＋2H2O
CH4＋2O2=CO2＋2H2O
红包1
1.00元
红包2
练习
红包3
练习
3.某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是
A.a为CH4，b为CO2
B.CO32-向正极移动
C.此电池在常温下也能工作
D.正极的电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-
√
解题能力提升
红包1
1.00元
红包2
练习
红包3
练习
解题能力提升
√
红包1
1.00元
红包2
练习
红包3
练习
5.(2020·苏州联考)科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是
A.电极a为电池的负极
B.电极b上发生的电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C.电路中每通过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2S
D.每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区
√
【思维模型】
2.可充电电池电极反应式的书写
（原电池）
（电解池）
一般先写放电时的电极反应式，要遵守三个步骤：
第一，标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，找出参与 负极（失升氧）和正极（得降还）反应的物质
第二，写出一个比较简单的电极反应式
第三，总反应式减去写出的电极反应式即为另一电极反应式。
2.可充电电池电极反应式的书写
例：强碱性电解质3D-Zn-NiOOH二次电池：
Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O (l) ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)
2.可充电电池电极反应式的书写
充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时的正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时的负极反应的逆过程。
例：强碱性电解质3D-Zn-NiOOH二次电池：
Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O (l) ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)
负极：Zn(s)+2OH-(aq)-2e-==ZnO(s)+H2O(l)
正极：2NiOOH(s)+2H2O(l)+2e-==2Ni(OH)2(s)+2OH-(aq)
阴极：ZnO(s)+H2O(l)+2e-==Zn(s)+2OH-(aq)
阳极：2Ni(OH)2(s)+2OH-(aq)-2e-==2NiOOH(s)+2H2O(l)
6.镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是
A.充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性不变
D.放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
√
解题能力提升
7.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为：
Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是
A.放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C.充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x g
D.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－==Li1－xCoO2＋xLi＋
√
解析　放电时，负极反应为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，正极反应为Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2，A、B正确；
充电时，阴极反应为xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，转移1 mol e－时，石墨C6电极将增重 7 g，C项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D项正确。
课堂小结
判断原电池正、负极的5种方法
课堂小结

展开更多......

收起↑