1、第 1 页 共 5 页 课题 1 原电池一、原电池工作原理1原理图示2原电池的判断方法(1)先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池，然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：看电极两极为导体且存在活泼性差异( 燃料电池的电极一般为惰性电极) ；看溶液两极插入溶液中；看回路 形成闭合回路或两极直接接触；看本质有无氧化还原反应发生。(2)多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看作电解池。【例 1】在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )A正极附近的 SO 浓度逐渐增大24B电子通过导线由铜片流向锌片C
2、正极有 O2 逸出D铜片上有 H2 逸出解析：本题符合铜锌原电池的形成条件，原 电池工作时， 电 子由负极( 锌)经外电路(导线) 流向正极( 铜) 。负 极锌片：Zn 2e =Zn2 ；正极铜片：2H 2e =H2；总反应为：Zn2H =Zn2 H 2。原电池中没有产生 O2。SO 向 负极移动。24答案：D11 下列装置中明显有电流产生的是( )第 2 页 共 5 页 二、原电池正负极的判断与电极反应式的书写1正负极的判断在书写原电池的电极反应式时，首先应正确判断原电池的两个电极哪一个是正极，哪一个是负极。常用的判断方法有：判断依据 负极 正极电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较弱的金属或
3、 能导电的非金属电子流动方向 电子流出极 电子流入极电解质溶液中离子定向流动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极发生的反应 氧化反应 还原反应反应现象 电极溶解 电极增重或有气泡放出2电极反应式的书写(1)书写电极反应式时，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，首先正确判断出电极反应产物，然后结合反应物及转移电子数量写出反应式，再结合质量守恒、电荷守恒配平各电极反应式。(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是 O2，且电解质溶液为中性或碱性，则 H2O 必须写入正极反应式中，且 O2 生成 OH ；
4、若电解质溶液为酸性，则 H必须写入正极反应式中，且 O2 生成 H2O；若在熔融盐电解质中反应，则 O2 可能得电子变成 O2 。(3)正负电极反应式相加得到电池反应的总方程式，若能写出已知电池反应的总方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式。【例 2】一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( )ACH 3OH(g)O 2(g)2e =H2O(l)CO 2(g)2H (aq)BO 2(g)4H (aq)4e =2H2O(l)CCH 3OH(g)H 2O(l)6e =CO2(g)6H (aq)第 3 页 共 5
5、页 DO 2(g)2H 2O(l)4e =4OH解析：原电池中负极发生氧化反应，应是燃料甲醇在负极上失 电子， O2 在正极上得电子发生还原反应，由于电解质是酸性溶液，负极产物是 CO2，正极产物是 H2O。答案：C21 用铜片、银片、Cu(NO 3)2 溶液、AgNO 3 溶液、导线和盐桥( 装有琼脂 KNO3 的 U形管) 构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ( )在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag e =Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 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 BC D22 可用于电动汽车的铝空气燃料电池，
6、通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( )A以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O 22H 2O4e =4OHB以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH 3e =Al(OH)3C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极三、金属的腐蚀与防护1化学腐蚀与电化学腐蚀的区别化学腐蚀 电化学腐蚀含义金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程电子得失金属直接
7、将电子转移给有氧化性的物质活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质电流 无电流产生 有微弱电流产生腐蚀对象 金属单质 较活泼金属实例 金属与 Cl2、O 2 等物质直接反应 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀2吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别吸氧腐蚀 析氢腐蚀发生条件钢铁表面吸附的水膜中溶有 O2并呈弱酸性、中性或偏碱性，反应中 O2 得电子被还原钢铁表面吸附的水膜中溶有CO2 等呈现较强酸性，反应时有 H2 析出电极反应负极(Fe)氧化反应：2Fe4e =2Fe2正极(C)还原反应：O24e 2H 2O=4OH负极(Fe)氧化反应：Fe2e =Fe2正极(C)还原反应：2H 2e =H23判断金属腐蚀快慢的规
8、律不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：与构成微电池的材料有关。两种材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀比在非电解质溶液中的腐蚀快，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。4防止或减缓金属腐蚀主要是防止电化学腐蚀。主要的方法有：涂保护层，如涂油漆、涂油脂、电镀、表面处理等。保持干燥。第 4 页 共 5 页 改变金属的内部结构
9、，使其稳定，如制成不锈钢。牺牲阳极的阴极保护法，即用一种更为活泼的金属与要保护的金属构成原电池。如牺牲 Zn 保护 Fe，因 Zn 比 Fe 活泼，所以：Zn(负极)：Zn2e =Zn2 (氧化反应)Fe(正极) ：氧化剂在此得到 Zn 失去的电子。外加电源法。将被保护的金属与电源的负极相连接，由于电源负极向该金属提供电子，该金属就不失电子而得到保护。【例 3】如下图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和 NaCl 的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动) 。下列叙述正确的是( )Aa 中铁钉附近呈现红色Bb 中铁钉上发生还原反应Ca 中铜丝上发生氧化反应
10、Db 中铝条附近有气泡产生解析：依据原电池原理分析可知：a 中铁钉作负极，发生氧化反应，铜丝作正极发生还原反应 O22H 2O4e =4OH ，可知 A、C 错误；b 中铁钉作正极，发生还原反应O22H 2O4e =4OH ，而 铝条发生氧化反应不会冒气泡，D 错误。答案：B31 出土的锡青铜(铜锡合金 )文物常有 Cu2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是( )A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成 Cu2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程32 钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原
11、电池反应为：2Fe2H 2OO 2=2Fe2 4OH 。以下说法正确的是( )A负极发生的反应为：Fe 2e =Fe2B正极发生的反应为：2H 2OO 22e =4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀33 在 A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同浓度的稀硫酸，如图所示。(1)A 中反应的离子方程式为 _。(2)B 中 Sn 极的电极反应式为_，Sn 极附近溶液的pH_(填 “增大” “减小 ”或“不变”) 。(3)C 中被腐蚀的金属是_ ，总反应式为_(写离子方程式)。第 5 页 共 5 页 (4)比较 A、B、 C 中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序
12、是_。答案：【互动课堂】触类旁通11 解析：中的金属都不能直接跟各自的电解质溶液反应，所以构不成原电池；虽然能反应，但不能构成 闭合回路；中为非电解 质溶液，也不能构成原 电池。所以只有符合构成原电池的条件而形成原电池产生电流。答案：21 C 解析：Cu 为负极，电子由 Cu 电极流向 Ag 电极；取出盐桥，电池不能形成闭合回路，不能继续工作。22 A 解析：正极 O2 得电子，溶液显碱性或中性时，正极反应都为：O22H 2O4e =4OH ，A 正确。铝作负极，铝失电子，中性溶液(NaCl)中的负极反应为：Al3e =Al3 ，碱性溶液(NaOH 溶液)中的负极反应为：Al4OH 3e =A
13、lO 2H 2O，B 不正确。在碱性 时总 的电池反应式为： 24Al3O 24OH =4AlO 2H 2O，溶液 pH 降低， C 项错。 电池工作时， 电子从负极流向 2正极，D 项错。31 BC 解析：合金的熔点一般比各组分的熔点要低，所以 A 错误。 Sn 与 Cu 形成原电池，因 Sn 比 Cu 金属活泼 性强，所以 Sn 作负极， Cu 作正极，Sn 对 Cu 起到保护作用， B正确。潮湿环境提供电解质溶液，构成了原电池，比干燥环境( 不能构成原电池)腐蚀快，C 正确。电化学腐蚀同样属于化学反 应， D 错误。32 A 解析：本题考查了 电化学腐蚀的知识。钢铁发生吸氧腐蚀；负极：Fe2e =Fe2 ，正极：2H 2OO 24e =4OH ；选项 A 正确。33 解析：A 中铁发生的是化学腐 蚀，其离子方程式为 Fe2H =Fe2 H 2；B和 C 装置构成原电池，B 中 Sn 极是正极， 发生的反应是 2H 2e =H2；电极附近溶液由于 H 浓度不断减小导致 pH 增大；C 中 Zn 作负极被腐 蚀：Zn2e =Zn2 ，电池总反应式为 Zn2H =Zn2 H 2 ；B 中铁作负极被腐蚀，C 中铁作正极被保护，所以铁被腐蚀的快慢顺序是 BAC。答案：(1)Fe2H =Fe2 H 2(2)2H 2e =H2 增大(3)Zn Zn2H =Zn2 H 2(4)BAC
