选修四原电池导学案.docx
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选修四原电池导学案
化学能转化为电能——原电池
一、原电池原理
1、原电池形成的条件
（1）两个活泼性的电极，二者（如相互接触）或相连，插入中。
（2）形成回路。
（3）总反应为能自发发生的反应。
2、正极、负极的判断
3、电极反应式的书写和电荷移动方向
（1）电极反应式的书写
负极：
，电极反应式：
。
正极：
，电极反应式：
。
电池反应：
。
（2）电荷移动方向
电子由释放，经沿导线流入，电解质溶液中的移向正极，在其表面得电子被；活泼负极失电子，形成一个闭合回路。
（3）盐桥的作用：
。
二、化学电源
1、锌锰干电池
酸性锌锰干电池的电极反应：
负极：
正极：
碱性锌锰干电池的电极反应：
负极：
正极：
2、铅蓄电池总电池反应为（可逆反应吗？
）
放电时为池，电极反应分别为极：
极：
充电时为池，电极反应分别为极：
极：
充电时，与直流电源正极连接的蓄电池的极，与直流电源正极连接的蓄电池的极。
3、氢氧燃料电池
酸式氢氧燃料电池的电极反应：
负极：
正极：
碱式氢氧燃料电池的电极反应：
负极：
正极：
【重点难点精讲】
1、原电池中电极的判断
⑴一般，活泼的电极为极，不活泼的电极为极。
⑵根据电流方向或电子流动方向判断。
电流是由极流向极；电子流动方向是由极流向极，溶液中阳离子移向极，阴离子移向极。
⑶在原电池反应中失去电子，化合价，发生氧化反应的一极为极，在电池反应中得到电子，化合价，发生还原反应的一极为极。
（4）由具体电极现象判断。
如：
某原电池中变细的一极为极，变粗的一极为极。
2、电极反应的书写：
正负极反应之和就是电池的总反应式。
先写比较容易的一个电极反应，再由总的电池反应（应该是离子方程式）减去已经写出的电极反应得到另一电极反应。
对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验。
3、原电池的几种类型：
⑴负极和电解质反应类型。
如：
（-）Fe|HCl|Cu（+）原电池、（-）Al|NaOH|Mg（+）原电池、
（-）Cu|HNO3（浓）|Al原电池等。
⑵负极是活泼电极，但是和电解质不反应，属于吸氧腐蚀类型。
如（-）Fe|NaCl|C（+）原电池、（-）Al|海水|C（+）原电池等。
⑶两个电极都为惰性电极，与电解质都不反应。
如氢氧燃料电池（酸性或碱性）、甲烷氧气碱性燃料电池等。
思考：
以上几种情况下，电极反应如何书写，总电池反应如何书写？
4、电流方向问题。
可以以图的形式来记忆。
（不论是正电荷还是负电荷都应该形成回路）
【当堂检测】
1．原电池工作时（）
A、正极发生氧化反应B、负极发生氧化反应
C、电子从正极流出D、负极质量一定减轻
2．实验室中制取氢气，最好的方法是（）。
A．纯锌与稀硫酸反应B．纯锌与浓硫酸反应
C．纯锌与稀盐酸反应D．粗锌（含铜、银）与稀硫酸反应
3．某金属和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能（）。
A．铝B．铜C．锡D．硅
4．将锌片和铜片用导线连接于同一稀硫酸溶液中。
下列叙述正确的是（）。
A．正极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大
B．负极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大
C．正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变
D．正极附近硫酸根离子的浓度逐渐减少
5．已知空气-锌电池的电极反应为：
锌片：
Zn+20H--2e-=ZnO+H20
石墨：
02+2H20+4e-=40H-根据此判断，锌片是（）。
A．负极，并被氧化B．负极，并被还原
C．正极，并被氧化D．正极，并被还原
6．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的组成为（）。
A
B
C
D
正极
Zn
Ag
Cu
Cu
负极
Cu
Cu
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2S04
CuSO4
FeCl2
7．锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。
其电池反应为：
2Zn+02=2ZnO，原料为锌粒、电解质和空气，则下列叙述正确的是（）。
A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为Zn-2e-=Zn2+
C．正极发生氧化反应D．电解液肯定不是强酸
8．对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是（）。
①锌片溶解了32.5g②锌片增重32.5g③铜片上析出lgH2④铜片上析出1molH2
A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④
9．铅蓄电池放电时的总反应方程式为：
PbO2+Pb+2H2SO4=====2PbSO4+2H2O
据此判断其正极是，负极是，电解质溶液是，正极反应是，负极反应是，当转移0.5NA个电子时，蓄电池内消耗H2SO4的物质的量为。
10．原电池是一种装置。
电子的流动方向是从极到极；电流方向是从 极到极。
11．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，正极是，发生，电极反应是；负极是，发生，电极反应是，总的反应式（离子方程式）是。
12．干电池与充电电池的本质区别在于：
；而燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于。
【课后达标】
夯实双基
1、右图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（）
A、a电极是负极
B、b电极的电极反应为：
4OH--4e-=2H2O+O2
C、氢氧燃料电池工作一段时间后pH将减小
D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂
全部储藏在电池内的新型发电装置
2、将锌片和银片接触放入相同物质的量浓度的下列溶液中，反应一段时间后，溶液质量减轻的是（）
A、氯化铝B、硫酸铜C、硝酸银D、稀硫酸
3、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中石墨电极
4、锂电池是新型高能电池，它以质轻、容量大而受到重视。
目前已经制成多种功能的锂电池。
某种锂电池的总反应可表示为：
Li+MnO2LiMnO2。
若该电池提供0.5mole-电量，则消耗正极材料的质量约为（其他损耗忽略不计）（）
A、3.5gB、7gC、87gD、43.5g
充电
放电
5、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为
2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）
A、AgB、Zn（OH）2C、Ag2OD、Zn
6、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。
锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液。
电池总反应式为：
Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）
下列说法错误的是（）
A、电池工作时，锌失去电子
B、电池正极的电极反应式为：
2MnO2（s）+H2O（l）+2e-Mn2O3（s）+2OH-（aq）
C、电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D、电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g
7、a的金属活动性比氢强，b为碳棒，关于下列装置的说法中不正确的是
A．a发生氧化反应,b发生还原反应
B．碳棒上有气体逸出，溶液的PH值增大。
C．导线上有电流，电流方向从a→b
D．反应后a极质量减小
8、从某铝镁合金上剪下一小片（其质量为2.0g），立刻投入盛有20mL5mol·L-1氢氧化钠溶液的小烧杯中。
（1）由反应开始到反应结束，可能观察到烧杯中的现象依次为。
（2）反应开始时，合金片表面产生气泡较慢，其原因是，一段时间后反应速率相当快，其原因是。
（3）写出合金片与溶液反应时可能形成的微电池的负极材料，正极的电极反应式：
。
（4）若要利用该反应来测定合金中铝的质量分数，还应测定哪些数据（如有多种可能，请逐一写出）？
答：
。
能力提高
1、常用的钮扣式银锌电池，放电时的电极反应式分别为：
Zn极：
Zn+2OH-+2e-Zn（OH）2,Ag2O极：
Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,则下列说法中不正确的是（）
A、放电过程中[OH-]不变B、Zn为负极,而Ag2O为正极
C、电解质溶液呈碱性D、电子从Ag2O流出经用电器流入Zn极
2、有A，B，c，D四种金属。
将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，将A，D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。
据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（）。
A．D>C>A>BB．D>A>B>C
C．D>B>A>CD．B>A>D>C
3、铁和足量的稀
反应时，加入少量
固体，下列叙述正确的是
A．反应速率减慢，产生
的量不变
B．反应速率加快，产生
的量不变
C．反应速率不变，产生
的量增加
D．反应速率加快，产生
的量减少
4、燃料电池是燃料（例如CO，H2，CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质通常是KOH溶液。
下列说法不正确的是（）
A、负极反应式为CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O
B、标准状况下，消耗5.6LO2时，有1mole-发生了转移
C、随着不断放电，电解质溶液碱性不变
D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大
5、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（）
A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
6、有甲、乙、丙、丁四种金属。
将甲、乙用导线相连放入稀H2SO4中可以看到乙慢慢地溶解，而甲的表面有气体逸出。
把丁放到乙的硝酸盐溶液中后，丁的表面覆盖一层乙的单质。
用石墨电极电解含相同物质的量浓度的甲和丙两种金属的盐溶液，丙的单质先析出。
将甲放入稀盐酸中有H2析出。
已知四种金属中有一种是铜。
根据以上实验判断铜是（）
A、甲B、乙C、丙D、丁
7、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图所示；两个电极
均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。
（1）a极是极，b极是极，电极
反应式分别为，。
（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。
已知这种电池发1度电时能生成350g水，试计算能量转化率。
[2H2（g）+O2（g）2H2O（l）+572kJ]
（3）这种电池的输出电压为1.2V。
要使标有1.2V，1.5W的小灯泡连续发光0.5h，应消耗标准状况下的H2多少升？
（4）氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。
常用的燃料，往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）、汽油等。
请写出将图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：
。
此时电池内总的反应方程式为。
8、1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久。
这种能源起搏器中安装寿命最长、可靠性最高的锂一碳电池，这种电池容量大，电压稳定，能在-56.7～71.1
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