第2节 原电池 化学电源
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1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和总反应。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池的工作原理 1.概念
原电池是将______转变为____的装置。 2.工作原理
如图以铜锌原电池为例:
(1)在ZnSO4溶液中,锌片逐渐____,即Zn被____,锌原子____电子,形成________进入溶液,从锌片上释放出电子,经过导线流向____;溶液中的________从铜片上得电子,还原成为____并沉积在铜片上。
(2)电子流向:从____极流向____极。
(3)电流方向:从____极(____)流向____极(____)。 3.电极材料及反应式(以铜锌原电池为例) 电极名称 负极 正极 电极材料 电极名称 负极 正极 1
电极反应 反应类型 ____反应 ____反应 电池总反应 4.原电池的构成判断要三看 (1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液。
即时训练1 下列装置可以形成原电池的是____,并写出形成原电池的电极材料及电极反应:正极:___________、______________;负极:_______、____________;电解质溶液中的阴离子向_______极移动,阳离子向______极移动,形成电流。
二、常见的化学电源
1.一次电池(以碱性锌锰电池为例)
负极:材料____,电极反应__________________。
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正极:材料MnO2,电极反应2MnO2+2e+2H2O===2MnOOH+2OH 总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2 2.二次电池(以铅蓄电池为例)
负极:材料____,电极反应:_______________________________________________。 正极:材料____,电极反应:_______________________________________________。 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O 3.燃料电池(以氢氧燃料电池为例) 酸性 碱性 负极反应 正极反应 电池总反应 2H2+O2===2H2O 即时训练2 (1)铜锌原电池中,负极发生氧化反应,电极失电子质量减小,是否所有的化学电源中负极电极材料均减小?答:__________________________。
(2)给二次电池充电时,电极与外接电源的正、负极怎样连接?答:_____________。
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一、原电池的工作原理 1.原理图示
2.注意点
(1)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(2)无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液。 (3)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。 【例1-1】(2012河南开封四模)某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的
2-
浓度,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇氧化钠,其中O可以在固体介质NAMCON中自由移动。下列说法中正确的是( )。
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A.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越低 B.工作时电子由电极a通过固体介质NAMCON流向电极b
2-
C.工作时电极b作正极,O由电极a流向电极b
2-
D.当固体电解质中有1 mol O通过时,电子转移2 mol 方法归纳
导线中的电流是从正极流向负极,而原电池内溶液中的电流(阳离子)正好相反,是从负极流向正极,阴离子从正极流向负极,这样才能形成闭合回路。
【例1-2】 铜锌原电池(如下图)工作时,下列叙述不正确的是( )。
A.撤掉盐桥不能形成闭合回路,所以不能形成原电池
2+2+
B.电池反应为Zn+Cu===Zn+Cu C.在外电路中,电子从负极流向正极
+
D.盐桥中的K移向ZnSO4溶液 二、原电池电极正负的判断及书写 1.正、负极的判断
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2.电极反应的书写步骤
3.电极反应的书写举例
(1)如果题目给定的是图示装置,没给总方程式,先分析正、负极,再根据正、负极反应规律去书写电极反应。
例如:
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