精品解析：第24讲原电池与化学电源

第24讲 原电池与化学电源 1、了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3、了解离子交换膜的类型和隔膜在实际生产中的应用。 考点一 原电池 概念 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 构成条件 能自发发生的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 般是活泼性不同的两电极(金属或非金属) 形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中 工作原理 反应原理 负极 正极 锌片 铜片 Zn-2e-=Zn2＋ Cu2＋＋2e-=Cu 氧化反应 还原反应 电子由Zn片沿导线流向Cu片 电流由Cu片沿导线流向Zn片 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl-移向负极 盐桥的作用 盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既构成了闭合回路，又能阻止反应物的直接接触，使能量利用转化更高效 电极的确定 对于金属、金属电极，通常较活泼的金属是负极，较不活泼的金属是正极，如原电池：Zn—Cu—CuSO4中，Zn作负极，Cu作正极，Al—Mg—KOH中，Al作负极，Mg作正极；对于金属、非金属电极，金属作负极，非金属作正极；对于金属、化合物电极，金属作负极，化合物作正极 原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应 若不电极断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，通常为原电池的负极，若原电池电极上有气体生成、电极质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，通常为原电池的正极 电子流动方向是由负极流向正极，电子流出的一极为负极，流入的一极为正极；电流是由正极流向负极，电流流出的一极为正极，流入的一极为负极；在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向是负极 原理的应用 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快 两种金属分别作原电池的两极，一般作负极的金属比作正极的金属活泼 使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极 设计制作化学电源，设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以，电解质溶液一般能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气) 1. 电池工作时，负极失去的电子均通过溶液转移到正极上。(_____) 2. 在原电池中失去电子的一极是阴极，发生的是还原反应。(_____) 3. 原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成。(_____) 4. 铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀。(_____) 5. 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，电池工作一段时间后，乙池溶液总质量增加。(_____) 6. 原电池装置 中，电极Ⅰ上发生还原反应作原电池的负极。(_____) [易错警示] 原电池电极的确定 (1)根据电极材料确定：对于金属、金属电极，通常较活泼的金属是负极，较不活泼的金属是正极，如原电池：Zn—Cu—CuSO4中，Zn作负极，Cu作正极，Al—Mg——KOH中，Al作负极，Mg作正极；对于金属、非金属电极，金属作负极，非金属作正极；对于金属、化合物电极，金属作负极，化合物作正极。 (2)根据电极反应确定：原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)根据电极现象确定：若不电极断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，通常为原电池的负极，若原电池电极上有气体生成、电极质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，通常为原电池的正极。 (4)根据移动方向判断：电子流动方向是由负极流向正极，电子流出的一极为负极，流入的一极为正极；电流是由正极流向负极，电流流出的一极为正极，流入的一极为负极；在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向是负极。 考点二 化学电源 1.化学电源的类型 一次电池 碱性锌锰电池 正极反应式：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH +2OH- 负极反应式：Zn+2OH--2e-= Zn(OH)2 总反应方程式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 锌银电池 正极反应式：Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag + 2OH- 负极反应式：Zn+2OH--2e-= Zn(OH)2 总反应方程式：Zn＋Ag2O＋H2O = ZnOH2＋2Ag 二次电池 放电 正极反应式：