1、1电化学第二节课 原电池的工作原理及其应用知识梳理 固考基 1原电池的概念：将化学能转化为电能的装置。2原电池的构成条件(1)能自发地发生氧化还原反应。(2)两个活泼性不同 的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。负极：活泼性较强的金属。正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属。(3)电极均插入电解质溶液中。(4)构成闭合回路 (两电极接触或用导线连接) 。3工作原理装置图电极名称 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 由锌片沿导线流向铜片离子迁移方向 阴离子向负极迁移； 阳离子向正极迁移电池反应方程式 ZnCu
2、 2 =Zn2 Cu两类装置的不同点还原剂 Zn 与氧化剂 Cu2 直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗Zn 与氧化剂 Cu2 不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长1(2014新课标全国卷，12)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )Aa 为电池的正极B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1x Mn2O4xLiC放电时，a 极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中 Li 从 b 向 a 迁移2(2013新课标全国卷，10)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了 Ag2S 的缘故，根
3、据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是( )A处理过程中银器一直保持恒重B银器为正极，Ag 2S 被还原生成单质银C该过程中总反应为 2Al3Ag 2S=6AgAl 2S3D黑色褪去的原因是黑色 Ag2S 转化为白色 AgCl3(2014福建理综，11)某原电池装置如图所示，电池总反应为 2AgCl 2=2AgCl。 下列说法正确的是 ( )A正极反应为 AgCle =AgCl B放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D当电路中转移 0.01 mol
4、 e 时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子 24(2014浙江理综，11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2M =NiOOHMH已知：6NiOOHNH 3H 2OOH =6Ni(OH)2NO 2下列说法正确的是 ( )ANiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH B充电过程中 OH 离子从阳极向阴极迁移 C充电过程中阴极的电极反应式：H 2OMe =MHOH ，H 2O 中的 H 被 M 还原DNiMH 电池中可以用
5、 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液6(1)2015四川理综，11(5) FeSO4 在一定条件下可制得 FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为 4LiFeS 2=Fe2Li 2S，正极反应式是_。(2)2015海南化学，15(4) 右图所示原电池正极的反应式为_。(3)2015安徽理综，25(4) 常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu 片插入浓 HNO3 中组成原电池(图 1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图 2 所示，反应过程中有红棕色气体产生。0t 1 时，原电池的负极是 Al 片，此时，正极的电极反应式是_，溶液中的 H 向
6、_极移动。t1 时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_。答案 (1)FeS 24Li 4e =Fe2Li 2S 或 FeS24e =Fe2S 2(2)Ag e =Ag (3)2H NO e =NO2 H 2O 正 常温下铝在浓 HNO3中发生钝化，氧化物薄 3膜阻止了铝的进一步反应，铜作负极，电流方向发生变化【示例 1】 (2015江苏化学，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )A反应 CH4H 2O 3H2CO，= = = = =催 化 剂 每消耗 1 mol CH4 转移 12 mol 电子B电极 A 上 H2 参与的电极反应为：H22OH 2e
7、 =2H2OC电池工作时，CO 向电极 B 移动23D电极 B 上发生的电极反应为：O22CO 24e =2CO23【示例 3】 (2015课标全国，11)微生物电 池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )A正极反应中有 CO2 生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为 C6H12O66O 2=6CO26H 2O.电极反应式的书写31(1)MnO 2 是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_。(2)以 Al 和 NiO(OH)为电极，NaOH 溶液为电解液组成一
8、种新型电池，放电时 NiO(OH)转化为 Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是_。(3)二甲醚直接燃烧电池具有启动快、效率高等优点，其能量高于甲醇直接燃料电池(5.93 kWhkg1 )。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_。(4)LiAl/FeS 车载电池电池反应方程式：2LiFeS= =Li2SFe负极：_，反应类型：_；正极：_，反应类型：_。(5)新型锂电池电池反应方程式为：8Li3SOCl 2=Li2SO36LiCl2S(电解液 LiAlCl4SOCl 2)负极：_；正极：_。2.SO2、CO 、 CO2、NO x是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优
9、化我们生存环境的有效途径。(1)利用电化学原理将 CO、SO 2 转化为重要化工原料，装置如图所示：若 A 为 CO，B 为 H2，C 为 CH3OH，则通入 CO 的一极为_极。若 A 为 SO2，B 为 O2，C 为 H2SO4，则负极的电极反应式为_。若 A 为 NH3，B 为 O2，C 为 HNO3，则正极的电极反应式为_。(2)某研究小组利用下列装置用 N2O4 生产新型硝化剂 N2O5。 现以 H2、O 2、熔融盐 Na2CO3 组成燃料电池，采用电 解法制备 N2O5，装置如图所示，其中 Y 为 CO2。在 该电极上同时还引入 CO2 的目的是_ 。电解过程中，生成 N2O5 的
10、电极反应方程式为_。标准答案 评分细则(1)正 SO 22e 2H 2O=SO 4H 24O 24e 4H =2H2O(2)在电极上与 O2共同转化为 CO ，保持熔融盐成分不变 23N 2O42HNO 32e =2N2O52H 漏掉电荷或未配平不给分(1)不配平不给分，写成：SO22H 2O=SO 4H 2e 不扣分24(2)其他合理解释也可给分HNO 3拆写成离子不给分1、标准答案 (1)MnO 2H 2Oe =MnO(OH)OH (2)Al3NiO(OH)NaOHH 2O=NaAlO23Ni(OH) 2(3)CH3OCH312e 3H 2O=2CO212H (4)2Li2e =2Li 氧化反应 2Li FeS2e =Li2SFe 还原反应(5)8Li8e =8Li 3SOCl 28e =SO 2S6Cl 23
