高中化學(xué) 1.2.1 原電池的工作原理課件 魯科版選修4.ppt

第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第1課時(shí)原電池的工作原理化學(xué)電源,一、原電池1.原電池的概念和構(gòu)成條件：(1)概念：將_轉(zhuǎn)化為_的裝置。(2)構(gòu)成條件。,化學(xué)能,電能,2.銅鋅原電池：(1)現(xiàn)象：鋅片_，銅片上有_，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。,逐漸溶解,紅色物質(zhì)沉積,(2)原理分析。,負(fù)極,正極,失,得,流出,流入,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,3.原電池的組成和工作原理：(1)組成：兩個(gè)半電池通過(guò)鹽橋連接起來(lái)。兩個(gè)半電池：包括電極材料和電解質(zhì)溶液，其中相對(duì)活潑的金屬作_，較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮鱛。鹽橋。,ZnSO4,CuSO4,通路,負(fù)極,正極,(2)工作原理：外電路。負(fù)極_電子，發(fā)生_反應(yīng)；正極_電子，發(fā)生_反應(yīng)。內(nèi)電路：陰離子向_移動(dòng)，陽(yáng)離子向_移動(dòng)。,給出,氧化,得到,還原,負(fù)極,正極,二、化學(xué)電源1.化學(xué)電源的分類和特點(diǎn)：,2.常見化學(xué)電源：(1)銀鋅鈕扣電池。,Zn,Ag2O,KOH,Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,(2)普通鋅錳干電池。,鋅筒,石墨棒,氯化銨,Zn-2e-=Zn2+,(3)堿性鋅錳干電池。,Zn,MnO2,KOH,Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+,Zn(OH)2,(4)鉛蓄電池。構(gòu)造：以兩組平行的柵狀鉛合金極板為主架；負(fù)極板覆蓋_，正極板覆蓋_。原理：a.放電時(shí)。負(fù)極：_(_反應(yīng))；正極：_(_反應(yīng))；總反應(yīng)：PbO2+Pb+4H+2=2PbSO4+2H2O。,Pb+-2e-=PbSO4,PbO2+4H+2e-=PbSO4+2H2O,Pb,PbO2,氧化,還原,b.充電時(shí)：鉛蓄電池的充電反應(yīng)是放電反應(yīng)的_。陰極：_(_反應(yīng))；陽(yáng)極：_(_反應(yīng))；總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+4H+2。c.充、放電總化學(xué)方程式。_。,PbSO4+2e-=Pb+,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+,逆過(guò)程,還原,氧化,Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：性能優(yōu)良，價(jià)格低廉，安全可靠，可多次充放電。缺點(diǎn)：比能量低，廢棄物污染環(huán)境。,(5)燃料電池(以氫氧燃料電池為例)。原理：a.堿性電解質(zhì)：負(fù)極：_；正極：_；總電池反應(yīng)：H2+O2=H2O。,H2-2e-+2OH-=2H2O,b.酸性電解質(zhì)：負(fù)極：_；正極：_；總電池反應(yīng)：H2+O2=H2O。特點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換效率高，排放廢棄物少。,H2-2e-=2H+,1.辨析下列說(shuō)法的正誤。(1)原電池電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子移向正極。()(2)鋅銅原電池中，銅片得電子。()(3)二次電池的充、放電反應(yīng)是可逆反應(yīng)。()(4)鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加幾滴硫酸銅溶液，可加快反應(yīng)速率。()(5)所有化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能均可轉(zhuǎn)化為電能。(),【答案解析】(1)。分析：原電池電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。(2)。分析：鋅銅原電池中，銅為正極，但得電子的是溶液中的陽(yáng)離子，而不是銅片。(3)。分析：二次電池的充、放電反應(yīng)是相反的過(guò)程，但反應(yīng)條件不同，因此不是可逆反應(yīng)。,(4)。分析：鋅與硫酸銅反應(yīng)置換出的銅附著在鋅片上，構(gòu)成鋅銅原電池，加快了反應(yīng)速率。(5)。分析：只有放熱的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)能才能轉(zhuǎn)化為電能，非氧化還原反應(yīng)的化學(xué)能不能轉(zhuǎn)化為電能。,2.下列有關(guān)化學(xué)電源的敘述錯(cuò)誤的是()A.干電池根據(jù)電池內(nèi)的電解質(zhì)分為酸性電池和堿性電池B.干電池中碳棒為正極C.鉛蓄電池是可充電電池D.鉛蓄電池中的PbO2為負(fù)極【解析】選D。干電池中碳棒為正極，電解質(zhì)可為酸性，也可為堿性，A、B正確；鉛蓄電池是可充電電池，C正確；鉛蓄電池中PbO2的電極反應(yīng)為PbO2+4H+2e-=PbSO4+2H2O，故該電極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，D錯(cuò)。,3.關(guān)于下圖所示的原電池，下列說(shuō)法正確的是()A.鋅是電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B.鹽橋中的陽(yáng)離子向硫酸銅溶液中遷移C.電流從鋅電極通過(guò)電流計(jì)流向銅電極D.銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是2H+2e-=H2,【解析】選B。鋅是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)；Cu為正極，鹽橋中的陽(yáng)離子移向正極，B正確；電子由鋅極流向銅極，電流由銅極流向鋅極，C錯(cuò)；銅電極上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+2e-=Cu，D錯(cuò)。,4.關(guān)于原電池的說(shuō)法正確的是()A.在正極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.某電極上有氫氣產(chǎn)生，則此電極為正極C.在外電路電子流出的為正極D.在負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)【解析】選B。正極發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)；產(chǎn)生H2的電極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，是正極，B正確；外電路中電子由負(fù)極流向正極，C錯(cuò)；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，D錯(cuò)。,5.微型鈕扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH，電極反應(yīng)為Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，根據(jù)上述反應(yīng)式，判斷下列敘述正確的是()A.在使用過(guò)程中，電池負(fù)極區(qū)溶液的c(OH-)增大B.使用過(guò)程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極C.Zn是負(fù)極，Ag2O是正極D.Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng),【解析】選C。根據(jù)電極反應(yīng)式，鋅失電子為負(fù)極，負(fù)極消耗氫氧根，故負(fù)極區(qū)溶液的c(OH-)減小，A錯(cuò)；電子在外電路中由負(fù)極流向正極，應(yīng)由鋅極流向氧化銀極，B錯(cuò)；鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化銀為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，D錯(cuò)。,一、原電池的工作原理和正、負(fù)極的判斷1.原電池的工作原理：,(1)反應(yīng)類型：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。(2)電子的移動(dòng)方向：電子從負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極。(3)離子的移動(dòng)方向：陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。,2.原電池正負(fù)極的判斷：,【點(diǎn)撥】燃料電池正、負(fù)極的判斷對(duì)于燃料電池來(lái)說(shuō)，因?yàn)橐话闱闆r下電極不參與反應(yīng)，故判斷時(shí)可依據(jù)電極的通入物：通入燃料的一極是負(fù)極，通入氧氣或空氣的一極是正極。,【微思考】(1)原電池的負(fù)極材料一定會(huì)失去電子嗎？提示：不一定。根據(jù)原電池原理，一般負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，但失去電子的不一定是電極材料，如燃料電池中，電極材料只起導(dǎo)體的作用，不失去電子。,(2)原電池中較活潑的金屬電極一定是負(fù)極嗎？提示：不一定。根據(jù)原電池原理，負(fù)極是失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)的一極，但負(fù)極的活潑性不一定比正極強(qiáng)，哪個(gè)電極作負(fù)極要根據(jù)原電池的工作原理來(lái)判斷。若Fe、Cu和濃硝酸構(gòu)成原電池，因Fe遇濃硝酸發(fā)生鈍化，此時(shí)電池工作原理是Cu與濃硝酸反應(yīng)，故負(fù)極是Cu，而Fe作正極。,【過(guò)關(guān)題組】1.(2014重慶高二檢測(cè))鎂條和鋁片為電極，并用導(dǎo)線連接同時(shí)插入NaOH溶液中，下列說(shuō)法正確的是()A.鎂條作負(fù)極，電極反應(yīng)：Mg-2e-=Mg2+B.鋁片作負(fù)極，電極反應(yīng)：Al+4OH-3e-=+2H2OC.電流從Al電極沿導(dǎo)線流向Mg電極D.鋁片上有氣泡產(chǎn)生,【解題探究】(1)判斷原電池正、負(fù)極的根本依據(jù)是什么？提示：負(fù)極失去電子，正極得到電子。(2)電解質(zhì)溶液會(huì)影響原電池正、負(fù)極的判斷嗎？提示：會(huì)。電解質(zhì)溶液不同，有時(shí)原電池的正、負(fù)極會(huì)發(fā)生變化，如Mg、Al作電極，若電解質(zhì)是強(qiáng)酸，則Mg為負(fù)極，若電解質(zhì)是強(qiáng)堿，則Al為負(fù)極。,【解析】選B。該原電池的反應(yīng)原理是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，因此Al為負(fù)極，失電子，A錯(cuò)，B正確；Al為負(fù)極，外電路電流由Mg電極流向Al電極，C錯(cuò)；Mg為正極，鎂片上有氣泡產(chǎn)生，D錯(cuò)。,2.(2014杭州高二檢測(cè))如圖所示裝置，電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，正極變粗，負(fù)極變細(xì)，符合這種情況的是()A.正極Cu，負(fù)極Zn，S為稀硫酸B.正極Zn，負(fù)極Cu，S為CuSO4溶液C.正極Ag，負(fù)極Zn，S為AgNO3溶液D.正極Fe，負(fù)極Cu，S為AgNO3溶液,【解析】選C。A項(xiàng)負(fù)極Zn會(huì)因消耗而變細(xì)，但正極氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，正極不會(huì)變粗，A錯(cuò)；B項(xiàng)組成的原電池Zn應(yīng)為負(fù)極，Cu為正極，B錯(cuò)；C項(xiàng)負(fù)極Zn會(huì)因消耗而變細(xì)，正極Ag+得電子產(chǎn)生Ag，附著在Ag電極上而使正極變粗，C正確；D項(xiàng)組成的原電池Fe應(yīng)為負(fù)極，Cu為正極，D錯(cuò)。,【互動(dòng)探究】(1)題1中，將電解質(zhì)改為稀硫酸，哪一極是負(fù)極？提示：此時(shí)電池原理是Mg和稀硫酸反應(yīng)，鎂條失電子，故負(fù)極是鎂條。(2)題2中，D項(xiàng)構(gòu)成的原電池中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，哪一極變粗？提示：D項(xiàng)構(gòu)成原電池的原理是Fe和AgNO3溶液，Ag+在正極析出，故Cu極變粗。,【變式訓(xùn)練】(2014天津高二檢測(cè))銅鋅原電池如圖工作時(shí)，下列敘述正確的是()A.正極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+B.電池反應(yīng)為Zn+Cu2+=Zn2+CuC.在外電路中，電流從負(fù)極流向正極D.鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液,【解析】選B。該原電池的總反應(yīng)為Zn+Cu2+=Zn2+Cu，故Zn為負(fù)極，A錯(cuò)，B正確；外電路中，電流由正極流向負(fù)極，C錯(cuò)；鹽橋中，陽(yáng)離子移向正極，故K+應(yīng)移向CuSO4溶液，D錯(cuò)。,二、原電池電極反應(yīng)式的書寫1.書寫電極反應(yīng)的原則：電極反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，要遵循質(zhì)量守恒、電子守恒及電荷守恒。另外還遵循：(1)加和性原則：兩電極反應(yīng)相加，消去電子后得電池總反應(yīng)式。利用此原則，電池總反應(yīng)式減去已知的一電極反應(yīng)得另一電極反應(yīng)。,(2)共存原則：堿性溶液中，CO2不可能生成，也不會(huì)有H+參加反應(yīng)或生成；同樣酸性溶液中，不會(huì)有OH-參加反應(yīng)或生成。根據(jù)此原則，物質(zhì)得失電子后在不同的電解質(zhì)環(huán)境中所存在的形式不同。,2.根據(jù)裝置書寫電極反應(yīng)式：首先根據(jù)題目給定的圖示裝置特點(diǎn)，結(jié)合原電池正負(fù)極的判斷方法，確定原電池的正負(fù)極及放電的物質(zhì)。(1)負(fù)極反應(yīng)：活潑金屬或H2(或其他還原劑)失去電子生成金屬陽(yáng)離子或H+(或其他氧化產(chǎn)物)。若電解質(zhì)溶液中的陰離子與生成的金屬陽(yáng)離子或H+能反應(yīng)，則該陰離子應(yīng)寫入電極反應(yīng)式，如,鉛蓄電池的負(fù)極反應(yīng)是Pb+-2e-=PbSO4。H2參加反應(yīng)的原電池(碳或Pt為電極)，通入H2的一極為負(fù)極，有三種寫法：若為中性或酸性電解質(zhì)溶液：H2-2e-=2H+；若為堿性電解質(zhì)溶液：H2+2OH-2e-=2H2O；若為熔融狀態(tài)下的氧化物：H2+O2-2e-=H2O。,(2)正極反應(yīng)：陽(yáng)離子得電子生成單質(zhì)或氧氣得電子。若是氧氣得電子，要考慮電解質(zhì)溶液的情況。若為中性或堿性電解質(zhì)溶液：O2+2H2O+4e-=4OH-；若為酸性電解質(zhì)溶液：O2+4H+4e-=2H2O；若為熔融狀態(tài)下的氧化物：O2+4e-=2O2-。(3)電池總反應(yīng)方程式：結(jié)合電子守恒，將正、負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得到電池總反應(yīng)方程式。,3.根據(jù)電池總反應(yīng)式書寫各電極反應(yīng)式：(1)一般書寫步驟。列物質(zhì)，標(biāo)得失：根據(jù)總反應(yīng)方程式列出總式兩邊化合價(jià)變化的物質(zhì)，并根據(jù)化合價(jià)變化確定轉(zhuǎn)移電子數(shù)。選離子，配電荷：根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性，用H+或OH-或其他離子配平，使兩邊電荷總數(shù)相等。配個(gè)數(shù)，巧用水：利用H2O使兩邊的元素守恒。兩式加，驗(yàn)總式：將正、負(fù)極反應(yīng)式相加，若得到總反應(yīng)式，說(shuō)明寫法正確。,(2)實(shí)例。以2H2+O2=2H2O為例，當(dāng)電解質(zhì)溶液為KOH溶液時(shí)的電極反應(yīng)式的書寫步驟如下：負(fù)極反應(yīng)。根據(jù)總反應(yīng)方程式列出總式兩邊化合價(jià)升高的物質(zhì)為H2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4e-，可表示為2H2-4e-=4H+。因電解質(zhì)溶液呈堿性，生成的H+與OH-反應(yīng)生成H2O，所以應(yīng)書寫為2H2+4OH-4e-=4H2O。,正極反應(yīng)。同理，正極反應(yīng)式的書寫如下：O2+4e-=2O2-，在堿性溶液中，H2O提供H+使O2-變?yōu)镺H-，所以應(yīng)書寫為O2+2H2O+4e-=4OH-。將正、負(fù)極反應(yīng)式相加，可以得到總反應(yīng)式2H2+O2=2H2O，說(shuō)明寫法正確。,【微思考】(1)怎樣計(jì)算電極反應(yīng)式的電荷守恒？提示：電極反應(yīng)式中，等號(hào)左邊失去電子顯正價(jià)，得到電子顯負(fù)價(jià)，即減去2個(gè)電子則為+2價(jià)，然后判斷等號(hào)兩邊離子所帶電荷是否相等。,(2)原電池的正極反應(yīng)一定是電解質(zhì)電離出的陽(yáng)離子得電子嗎？提示：不一定，如氫氧燃料電池的正極就是通入的氧氣得電子。,【過(guò)關(guān)題組】1.(2014漳州高二檢測(cè))科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為()A.H2-2e-+2OH-=2H2OB.O2+4H+4e-=2H2OC.H2-2e-=2H+D.O2+2H2O+4e-=4OH-,【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)電解質(zhì)不同，燃料電池的電極反應(yīng)式可能不同。(2)原電池負(fù)極失電子，正極得電子。【解析】選C。原電池的負(fù)極失電子，酸性電解質(zhì)中氫氣失電子生成氫離子。,2.(2014洛陽(yáng)高二檢測(cè))(1)有人設(shè)想用下圖所示裝置做直流電源，并將氣體SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料。該設(shè)想中負(fù)極的電極反應(yīng)式為。,(2)通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下：,Pt為(填“正極”或“負(fù)極”)，發(fā)生的是反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。NiO為(填“正極”或“負(fù)極”)，電極反應(yīng)式為。,【解析】(1)結(jié)合題意和示意圖，可知該原電池是SO2和O2反應(yīng)生成H2SO4，根據(jù)化合價(jià)變化可知SO2作負(fù)極失電子。負(fù)極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-=+4H+，正極反應(yīng)式為O2+4H+4e-=2H2O。(2)從示意圖上可以看出，NO結(jié)合O2-轉(zhuǎn)化為NO2，氮元素化合價(jià)升高，失去電子，故NiO為負(fù)極，電極反應(yīng)式為NO+O2-2e-=NO2；O2轉(zhuǎn)化為O2-，氧元素化合價(jià)降低，得到電子，故Pt為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。,答案：(1)SO2+2H2O-2e-=+4H+(2)正極還原負(fù)極NO+O2-2e-=NO2,【變式訓(xùn)練】(2014濟(jì)寧高二檢測(cè))研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.正極反應(yīng)式：Ag+Cl-e-=AgClB.每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子C.Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)D.AgCl是還原產(chǎn)物,【解析】選B。根據(jù)電池總反應(yīng)可知Ag失電子化合價(jià)升高，故Ag為負(fù)極，A錯(cuò)；根據(jù)電池總反應(yīng)，每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子，B正確；原電池中陽(yáng)離子移向正極，C錯(cuò)；Ag失電子被氧化，故AgCl是氧化產(chǎn)物，D錯(cuò)。,【備選要點(diǎn)】常見的幾種燃料電池(1)丁烷燃料電池及電極反應(yīng)：一個(gè)電極通入丁烷，一個(gè)電極通入氧氣，用摻雜了Y2O3(三氧化二釔)、ZrO2(二氧化鋯)的晶體作電解質(zhì)，晶體高溫時(shí)能傳導(dǎo)O2-。負(fù)極：2C4H10-52e-+26O2-=8CO2+10H2O。正極：13O2+52e-=26O2-總反應(yīng)式：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。,(2)乙醇燃料電池：用導(dǎo)線連接的兩個(gè)鉑電極插入電解質(zhì)溶液中，分別向兩極通入乙醇和氧氣。KOH作電解質(zhì)。負(fù)極：C2H5OH+16OH-12e-=2+11H2O正極：3O2+12e-+6H2O=12OH-總反應(yīng)式：C2H5OH+3O2+4OH-=2+5H2O。,酸作電解質(zhì)。負(fù)極：C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+正極：3O2+12H+12e-=6H2O總反應(yīng)式：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O。,(3)熔融鹽燃料電池：一極通入CO，一極通入空氣和CO2混合氣體，以Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)，電極反應(yīng)為負(fù)極：2CO+2-4e-=4CO2正極：O2+2CO2+4e-=2總反應(yīng)：2CO+O2=2CO2。,(4)海水電池。以鋁空氣海水為材料組成的新型電池，用海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。負(fù)極：4Al-12e-=4Al3+正極：3O2+6H2O+12e-=12OH-總反應(yīng)式：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,【微思考】(1)燃料電池都是在常溫下工作的嗎？提示：不一定。有些燃料電池工作時(shí)需要一定的溫度，如某些熔融鹽為電解質(zhì)的燃料電池就需要在高溫下工作，被稱為高溫燃料電池。,(2)CH3OH作燃料、NaOH作電解質(zhì)溶液時(shí)，電池的總反應(yīng)式和電極反應(yīng)式如何書寫？提示：負(fù)極反應(yīng)：2CH3OH+16OH-12e-=2+12H2O正極反應(yīng)：3O2+6H2O+12e-=12OH-總反應(yīng)式：2CH3OH+3O2+4OH-=2+6H2O。,【過(guò)關(guān)題組】1.(2014泉州高二檢測(cè))某氫氧燃料電池的電解液是熱的KOH溶液，在正極上氧氣被還原，在負(fù)極上氫氣被氧化，下列有關(guān)該電池的敘述正確的是()A.負(fù)極反應(yīng)式為H2+2OH-2e-=2H2OB.正極反應(yīng)式為O2+4H+4e-=2H2OC.工作一段時(shí)間后，KOH溶液的濃度不變D.電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極,【解析】選A。電解質(zhì)是KOH溶液，則負(fù)極氫氣失電子，結(jié)合OH-生成H2O，正極氧氣得電子，結(jié)合H2O生成OH-，故A正確，B錯(cuò)；原電池反應(yīng)的原理是氫氣和氧氣反應(yīng)，生成的水會(huì)稀釋電解質(zhì)溶液，故KOH濃度變小，C錯(cuò)；在外電路，電子由負(fù)極流向正極，D錯(cuò)。,2.(2014邯鄲高二檢測(cè))氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請(qǐng)回答：,(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?用a、b表示)。(2)負(fù)極反應(yīng)式為。(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)椤?【解析】(1)燃料電池，一般通入燃料的一極為負(fù)極，通入空氣或氧氣的一極為正極，故該電池中a為負(fù)極，b為正極。(2)堿性條件下，負(fù)極氫氣失電子，與氫氧根結(jié)合生成水。(3)根據(jù)題意，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，故電極表面鍍鉑粉是為了增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率,答案：(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能由a到b(2)H2+2OH-2e-=2H2O(3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率,【提分必備關(guān)鍵點(diǎn)】1.原電池原理：負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。外電路中電子由負(fù)極流向正極，內(nèi)電路中陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。2.原電池正、負(fù)極判斷要點(diǎn)：負(fù)極一般是活潑性較強(qiáng)的金屬、流出電子、發(fā)生氧化反應(yīng)、陰離子流向的極、電極不斷溶解(質(zhì)量減少)的一極。,3.電極反應(yīng)式的書寫思路。電池總反應(yīng)：還原劑+氧化劑+介質(zhì)=氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物+其他；負(fù)極：還原劑+介質(zhì)-ne-=氧化產(chǎn)物；正極：氧化劑+介質(zhì)+ne-=還原產(chǎn)物。,含鹽橋的原電池構(gòu)成與分析【真題判斷】(在括號(hào)內(nèi)打“”或“”)(1)(2013江蘇高考)Mg-H2O2電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如右。該電池工作時(shí)，Mg電極是該電池的正極。()分析：該原電池原理是Mg和H2O2反應(yīng)，故Mg是負(fù)極，失電子，石墨為正極。,(2)(2013海南高考)Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl+Mg=Mg2+2Ag+2Cl-，則負(fù)極反應(yīng)式為AgCl+e-=Ag+Cl-。()分析：根據(jù)電池總反應(yīng)，Mg失電子，Mg為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+。,(3)(2013安徽高考)熱激活電池的電解質(zhì)是LiCl-KCl混合物，該電池總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb，放電過(guò)程中，Li+向負(fù)極移動(dòng)。()分析：原電池電解質(zhì)中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。,(4)(2012福建高考)將下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)。()分析：K閉合時(shí)，Zn作負(fù)極、Cu作正極構(gòu)成原電池，故Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)。,【案例探究】下圖為鋅銅原電池裝置。請(qǐng)結(jié)合圖示回答有關(guān)問(wèn)題。,請(qǐng)思考回答下列問(wèn)題：(1)該裝置中電子移動(dòng)方向如何？溶液中的通過(guò)鹽橋移向鋅極嗎？提示：該原電池中負(fù)極是鋅，正極是銅，電子由鋅極流向銅極，鹽橋中的K+向正極移動(dòng)，Cl-向負(fù)極移動(dòng)，從而平衡電荷，溶液中的不會(huì)通過(guò)鹽橋移向鋅極。,(2)取出鹽橋，檢流計(jì)指針還會(huì)偏轉(zhuǎn)嗎？提示：取出鹽橋，不能構(gòu)成閉合回路，檢流計(jì)指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)。(3)將鹽橋改為銅導(dǎo)線連接兩種溶液，檢流計(jì)指針還能偏轉(zhuǎn)嗎？提示：將鹽橋改為銅導(dǎo)線連接兩種溶液，不能構(gòu)成原電池，檢流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。,(4)根據(jù)以上現(xiàn)象分析，鹽橋起了什么作用？原理是什么？提示：分析上述現(xiàn)象可知，鹽橋起到了使整個(gè)裝置構(gòu)成通路的作用，同時(shí)能阻止反應(yīng)物的直接接觸。Zn棒失去電子成為Zn2+進(jìn)入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+過(guò)多，溶液帶正電荷。Cu2+獲得電子沉積為Cu，溶液中Cu2+過(guò)少，過(guò)多，溶液帶負(fù)電荷。當(dāng)溶液不能保持電中性，將阻止放電作用的繼續(xù)進(jìn)行。鹽橋中的Cl-向ZnSO4溶液遷移，K+向CuSO4溶液遷移，分別中和過(guò)剩的電荷，使溶液保持電中性，反應(yīng)可以繼續(xù)進(jìn)行。,(5)若將裝置中銅片換為鐵片，是否還能構(gòu)成原電池？提示：不能。此時(shí)電池中反應(yīng)為Fe與CuSO4反應(yīng)，電子不能通過(guò)外電路轉(zhuǎn)移，故不能構(gòu)成原電池。,【探究歸納】原電池工作原理中的兩對(duì)關(guān)系,【探究體驗(yàn)】如圖所示為某原電池的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說(shuō)法不正確的是(鹽橋中裝滿用飽和KCl溶液和瓊膠做成的凍膠)(),A.該原電池的總反應(yīng)式為2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+B.該電池工作時(shí)，Cu2+在電極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)C.該電池工作時(shí)，氯化銅溶液中氯離子濃度增大D.電池工作過(guò)程中，電子由銅電極經(jīng)過(guò)電流表流向石墨電極,【解析】選B。從該原電池的示意圖中可知，Cu為負(fù)極，失去電子，石墨為正極，正極發(fā)生的反應(yīng)是Fe3+得電子被還原為Fe2+，故電池總反應(yīng)為2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+，A正確；電池工作時(shí)，Cu失去電子生成Cu2+進(jìn)入溶液，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)；電池工作時(shí)，鹽橋中的Cl-移向CuCl2溶液，使溶液中氯離子濃度增大，C正確；電池工作時(shí)，外電路中電子由負(fù)極流向正極，即由銅極流向石墨電極，D正確。,【鞏固訓(xùn)練】有關(guān)如圖所示原電池的敘述，正確的是(鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊脂)()A.銅片上有氣泡逸出B.取出鹽橋后，電流計(jì)依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.反應(yīng)中，鹽橋中的K+會(huì)移向CuSO4溶液D.反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變,【解析】選C。左側(cè)Cu2+放電，不產(chǎn)生氫氣，A錯(cuò)；取出鹽橋后，未形成閉合回路，無(wú)電流，B錯(cuò)；原電池中陽(yáng)離子移向正極，C對(duì)；左池中有銅析出，銅片質(zhì)量增加，D錯(cuò)。,