第六章 第2课时 原电池 化学电源-【直击双1流】2024高考化学一轮复习讲义

第 2 课时　 原电池　 化学电源 考点一　原电池的工作原理 1. 原电池 (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 应本质是氧化还原反应。 (2)原电池的构成条件 一般有两个活性不同的电极(燃料电池的两 个电极可以相同)、电子导体(如金属)、离子导 体(如电解质溶液)、两个电极上分别发生氧化反 应和还原反应,构成闭合回路。 (3)工作原理(以锌铜原电池为例) 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn-2e- 􀪅􀪅Zn2+ Cu2+ +2e- 􀪅􀪅Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 电子从负极流出沿导线流入正极 电流流向 电流从正极流出经外电路流入负极 离子移向 (内电路) 阴离子向负极移动,阳离子向正极移动 盐桥的成 分及作用 盐桥中装有含 KCl 饱和溶液的琼脂,离子可在其 中自由移动。 盐桥不能用导线代替 作用:①导电,使双液形成闭合回路;②保持正负 电荷守恒;③有效解决了因电极本身直接与离子 反应导致的两极之间电势差变小的问题 2. 判断原电池正、负极的 5 种方法 考点二　化学电源 1. 一次电池 只能使用一次,不能循环使用。 (1)碱性锌锰干电池 负极是 Zn,正极是 MnO2,电解 质是 KOH。 负极:Zn+2OH- -2e-􀪅􀪅Zn(OH) 2。 正极:2MnO2+2H2O+2e -􀪅􀪅2MnOOH+2OH-。 总反应:Zn+2MnO2 +2H2 O 􀪅􀪅2MnOOH+ Zn(OH) 2。 (2)锌银纽扣电池 负极是 Zn,正极是 Ag2O,电解 质是 KOH。 负极:Zn+2OH- -2e-􀪅􀪅Zn(OH) 2。 正极:Ag2O+H2O+2e -􀪅􀪅2Ag+2OH-。 总反应:Zn+Ag2O+H2O 􀪅􀪅Zn(OH) 2 +2Ag。 2. 二次电池 放电后能再充电而反复使用的电池。 (1)铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是最常见的二次电池。 负极板上覆盖有 Pb,正极板上覆盖有 PbO2, 电解质是稀硫酸。 总反应式为 Pb+PbO2+2H2SO4 放电 充电 􀜩􀜨􀜑 2PbSO4+ 2H2O。 装置 电极的连接方法 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 68　　　直击双 1流　高考化学 　 　 ①放电时的电极反应式: 负极:Pb+SO2-4 -2e -􀪅􀪅PbSO4。 正极:PbO2+4H ++ SO2- 4 +2e -􀪅􀪅PbSO4+2H2O。 ②充电时的电极反应式: 阴极:PbSO4 +2e - 􀪅􀪅 Pb+ SO2-4 。 阳极:PbSO4+2H2O- 2e-􀪅􀪅 PbO2+4H ++SO2-4 。 (2)其他常见的二次电池 电池 电池总反应 充电时 阳极反应 放电时 负极反应 铁镍蓄电 池(爱迪 生电池) Fe+Ni2O3 +3H2O 放电 充电 􀜩􀜨􀜑 Fe(OH)2+2Ni(OH)2 2Ni(OH)2+2OH -- 2e-􀪅􀪅Ni2O3+ 3H2O Fe+2OH- -2e- 􀪅􀪅Fe(OH)2 镉镍电池 Cd + 2NiOOH + 2H2O 放电 充电 􀜩􀜨􀜑 Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2 2Ni(OH)2+2OH -- 2e-􀪅􀪅2NiOOH+ 2H2 O Cd-2e- +2OH- 􀪅􀪅Cd(OH)2 高铁电池 (高铁酸 钾为正极 材料)　 3Zn+2K2FeO4 +8H2O 放电 充电 􀜩 􀜨􀜑􀜑 3 Zn(OH) 2 + 2 Fe(OH) 3 + 4KOH Fe(OH)3+5OH - - 3e- 􀪅􀪅FeO2-4 + 4H2 O Zn+2OH- -2e- 􀪅􀪅Zn(OH)2 3. 燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的 化学能直接转化为电能的化学电源。 (1)氢氧燃料电池 种类 酸性 碱性 负极 2H2 -4e - 􀪅􀪅4H+ 2H2 +4OH - -4e- 􀪅􀪅4H2 O 正极 O2 +4H + +4e- 􀪅􀪅2H2 O 2H2 O+O2 +4e - 􀪅􀪅4OH- 总反应 2H2 +O2 􀪅􀪅2H2 O 　 　 (2)甲烷燃料电池