1、第二节第二节 化学能转化为电能化学能转化为电能电池电池第第3 3课时课时 原电池、化学电源及其应用原电池、化学电源及其应用学习目标学习目标1. 1.掌握原电池原理，能用原电池原理解释生活中的化学电源原掌握原电池原理，能用原电池原理解释生活中的化学电源原理理。2 2会分析化学电源及新型化学电源的原理，会写出电极反应，会分析化学电源及新型化学电源的原理，会写出电极反应，会分析离子导体中的离子移动方向。会分析离子导体中的离子移动方向。3 3、会利用原电池原理、会利用原电池原理设计简单的燃料电池。设计简单的燃料电池。1 1、原电池的工作原理原电池的工作原理( (以铜锌原电池为例以铜锌原电池为例) )知
2、识回顾知识回顾2 2原电池正负极的判断原电池正负极的判断4、各种化学电源、各种化学电源电极反应方程式：电极反应方程式：负极：负极：正极：正极：Zn+2OH-2e-= ZnO+H2O 2MnO2+ 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH-反应总的方程式反应总的方程式Zn + 2MnO2+ H2O = ZnO + 2MnO(OH)碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池铅蓄电池铅蓄电池电极反应式电极反应式电池总反应方程式电池总反应方程式负极：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应为：电池反应为：2H2+O2=2H2O 碱性氢氧燃料电池碱性氢氧
3、燃料电池电极反应式电极反应式1、铜锌原电池、铜锌原电池(如图如图)工作时工作时,下列叙述正确的是下列叙述正确的是( )A正极反应为正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为电池反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从负极流向正极在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的盐桥中的K移向移向ZnSO4溶液溶液BC2、实验室准备较快地制取氢气实验室准备较快地制取氢气,可采用的方法是可采用的方法是() A.用纯锌与稀用纯锌与稀H2SO4溶液溶液 B.用纯锌与浓用纯锌与浓HCl溶液溶液 C.用粗锌与硝酸溶液用粗锌与硝酸溶液 D.用在用在CuSO4溶液中浸泡过的锌与稀溶液中浸泡过的锌与稀H2SO4溶液反
4、应溶液反应D3.某原电池总反应的离子方程式为：某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反，不能实现该反应的原电池是应的原电池是() A正极为正极为Cu,负极为负极为Fe,电解质为电解质为FeCl3溶液溶液 B正极为正极为C,负极为负极为Fe,电解质为电解质为Fe(NO3)3溶液溶液 C正极为正极为Fe,负极为负极为Zn,电解质为电解质为Fe2(SO4)3溶液溶液 D正极为正极为Ag,负极为负极为Fe,电解质为电解质为CuSO4溶液溶液CD4.设计原电池设计原电池Zn2Fe3=Zn22Fe2，在方框中画出能形成稳定电流，在方框中画出能形成稳定电流的半电池形式的装置图的半电
5、池形式的装置图(标出电极材料、电解质溶液标出电极材料、电解质溶液)负极：负极：_，电极反应，电极反应_；正极：正极：_，电极反应：，电极反应：_ _。Zn2e= Zn22Fe32e=2Fe2ZnPt5为了避免锌片与为了避免锌片与Cu2直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：(1)(1)此装置工作时，可以观察到的现象是此装置工作时，可以观察到的现象是_，电池总反应式为电池总反应式为_。(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成以上电池中，锌和锌盐溶液组成_，铜和铜盐溶液组成，铜和铜盐溶
6、液组成_，中间通，中间通过盐桥连接起来。过盐桥连接起来。(3)电池工作时，硫酸锌溶液中电池工作时，硫酸锌溶液中SO42- 向向_移动，硫酸铜溶液中移动，硫酸铜溶液中SO42向向_移动。移动。(4)此盐桥内为饱和此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过溶液，盐桥是通过_移动来导电的。在工作时，移动来导电的。在工作时，K移移向向_。电流计指针发生偏转，电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出ZnCu2=Zn2Cu锌半电池锌半电池铜半电池铜半电池锌电极锌电极盐桥盐桥离子离子正极区正极区(CuSO(CuSO4 4溶液溶液) )6依据氧化还原反应：依据氧化还原
7、反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电设计的原电池如下图所示。池如下图所示。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)电极电极X的材料是的材料是_；电解质溶液；电解质溶液Y是是_；(2)银电极为原电池的银电极为原电池的_ _极，发生的电极反应为极，发生的电极反应为 _；X电极上发生的电极反应为电极上发生的电极反应为_ _；(3)外电路中的电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极。电极。CuAgNO3正正Ag(aq)e=Ag(s)Cu(s)2e=Cu2(aq)CuAg当当在外电路中通过导线的电子的物质的量为在外电路中通过导线的电子的物质的量为 0.2 mol时
8、时；铜电极质量减铜电极质量减少少 g， 银电极的质量增加银电极的质量增加 g；盐桥中有；盐桥中有 mol NO3-进进入正极区入正极区 ；Cu2e=Cu22Ag+2e2Ag6.421.60.27、一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入、一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为： 2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O 有关此电池的推断正确的是有关此电池的推断正确的是( ) A负极反应为负极反应为14H2O+7O2+28e=28OH B放电一段时间后，负极周围的放电一段时
9、间后，负极周围的pH升高升高 C每消耗每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为，则电路上转移的电子为14mol D放电过程中放电过程中KOH的物质的量浓度不变的物质的量浓度不变 C8、乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 左右时供电，电池总反应左右时供电，电池总反应式为式为C2H5OH3O2 =2CO23H2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是的是() A电池工作时，质子向电池的负极迁移电池工作时，质子向电池的负极迁移 B电池工作时，电流由电池工作时，电流由b极沿导线流向极沿导线流向a极极 Ca极上发生的电
10、极反应是极上发生的电极反应是 C2H5OH3H2O12e=2CO212H Db极上发生的电极反应是极上发生的电极反应是 2H2OO24e=4OHB9、有一种有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为型燃料电池，该电池所用燃料为H2，电解质为熔融的，电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应为电池的总反应为2H2O2 = 2H2O，负极反应为，负极反应为H2CO322e=H2OCO2。下列说法正确的是下列说法正确的是() A电路中的电子经正极、熔融的电路中的电子经正极、熔融的K2CO3、负极后再到正极，形成闭合回路、负极后再到正极，形成闭合回路 B电池放电时，电池中电池放电时，电池中CO32的物质的
11、量将逐渐减少的物质的量将逐渐减少 C正极反应为正极反应为2H2OO24e= 4OH D放电时放电时CO32向负极移动向负极移动D10、用两根铂丝作为电极插入用两根铂丝作为电极插入KOH溶液中溶液中,再分别向两极通入甲烷气体和氧气再分别向两极通入甲烷气体和氧气,可形成原电池可形成原电池燃料电池燃料电池,该电池放电时发生的反应为该电池放电时发生的反应为CH42KOH2O2=K2CO33H2O。下列说法错误的。下列说法错误的是是( ) A.通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极 B.放电时，通入放电时，通入O2一极附近溶液的一极附近溶液的pH升高升高 C.放电一
12、段时间后，放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化的物质的量不发生变化 D.通甲烷极的电极反应式是通甲烷极的电极反应式是CH410OH8e= CO327H2OC11、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列叙述不正确的，下列叙述不正确的是是( ) A.放电时负极反应为放电时负极反应为Zn2e2OH=Zn(OH)2 B.充电时阳极反应为充电时阳极反应为Fe(OH
13、)33e5OH=FeO42- 4H2O C.放电时每转移放电时每转移3 mol电子，正极有电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化被氧化 D.放电时正极附近溶液的碱性放电时正极附近溶液的碱性增强增强C12、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。下列叙述错误的的是是( ) A.a为电池的正极为电池的正极 B.电池充电反应为电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLi C.放电时，放电时，a极锂的化合价发生变化极锂的化合价发生变化 D.放电时，溶液中放电时，溶液中Li从从b向向a迁移迁移C 13、原电池是化学对人类的
14、一项重大贡献。原电池是化学对人类的一项重大贡献。(1)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：电池的负极是电池的负极是 (填填“a”或或“b”)电极，该极的电极电极，该极的电极反应反应 。电池工作一段时间后电解质溶液的电池工作一段时间后电解质溶液的pH_(填填“增大增大”“减小减小”或或“不变不变”)。CH4+ 10OH-8e-= CO32- + 7H2O减小减小a a(2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视。可用熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混合物作为电解质，的熔融盐混合物作为电解质，CO为负极燃气，空气与为负极燃气，空气与CO2的混合气为的混合气为正极助燃气，制得在正极助燃气，制得在650 下工作的燃料电池。请完成有关的电池反应式：下工作的燃料电池。请完成有关的电池反应式：负极反应式：负极反应式：2CO-4e-+2CO3 2= 4CO2；正极反应式：正极反应式：_；总电池反应式：总电池反应式： _。2CO+O2 =2CO2O2 +4e - +2CO2 =2CO3 2-
