高三化学一轮复习原电池基础知识课件.pptx

原电池基础知识负极负极正极正极Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+CuCu2+2+2e+2e- - = Cu = Cu 还原剂还原剂(Zn)(Zn)失去电失去电子，发生氧化反应子，发生氧化反应氧化剂氧化剂( (CuCu2+2+) )在铜极上得在铜极上得到电子，发生还原反应到电子，发生还原反应还原剂失去的电还原剂失去的电子从锌极流出子从锌极流出流入铜极流入铜极经外电路经外电路电流方向电流方向第一节第一节 原原 电电 池池一、原电池工作原理一、原电池工作原理负极：负极：正极：正极：氧化反应氧化反应还原反应还原反应以以 Zn-CuSOZn-CuSO4 4-Cu-Cu原电池为例原电池为例总反应式总反应式: :Zn-2eZn-2e- - =Zn=Zn2+2+( (离子方程式）离子方程式）CuCu2+2+2e+2e- - = Cu = Cu Zn+CuZn+Cu2+2+= Zn= Zn2+2+Cu+Cu 负极负极Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+还原剂还原剂(Zn)(Zn)失去电失去电子，发生氧化反应子，发生氧化反应还原剂失去的电还原剂失去的电子从锌极流出子从锌极流出经外电路经外电路负极：负极：氧化反应氧化反应Zn-2eZn-2e- - =Zn=Zn2+2+2 2、电极反应式和电极名称、电极反应式和电极名称3 3、阴离子阴离子移向的一极移向的一极活泼性较强活泼性较强负极负极MgMgAlAl2 2、电子流出一极，失去电子一极、电子流出一极，失去电子一极电子电子 ，发生，发生 反应，反应， 电流电流 。流出流出氧化氧化流入流入4 4、工作后、工作后质量减少质量减少的电极的电极Zn+CuZn+Cu2+2+= Zn= Zn2+2+Cu+Cu 5 5、方程式中、方程式中化合价升高化合价升高的电极的电极正极正极CuCu2+2+2e+2e- - = Cu = Cu 氧化剂氧化剂( (CuCu2+2+) )在在铜极上得到电子，铜极上得到电子，发生还原反应发生还原反应电子流入铜极电子流入铜极正极：正极：还原反应还原反应CuCu2+2+2e+2e- - = Cu = Cu 2 2、电极反应式和电极名称、电极反应式和电极名称活泼性较弱活泼性较弱非金属非金属(C)3 3、阳离子阳离子移向的一极移向的一极2 2、电子流入一极，得到电子一极、电子流入一极，得到电子一极电子电子 ，发生，发生 反应，反应， 电流电流 。流入流入还原还原流出流出4 4、一般工作后、一般工作后质量增加质量增加的电极，的电极，或者或者工作后，有气泡冒出的电极工作后，有气泡冒出的电极Zn+CuZn+Cu2+2+= Zn= Zn2+2+Cu+Cu 5 5、一般方程式中、一般方程式中化合价降低化合价降低电极电极SO42-SO42-OH- HH+ +e-e-e-e-e-e-e-e-e-OH- HH+ + HH+ + HH+ + HH2 2 HH2 2负极正极 实验原理 构成条件Zn+2H+ = Zn2+ +H2e-e-CuZn氧化还原反应闭两电氧合个解化回电质还路极溶原 液反 应二、带盐桥的原电池二、带盐桥的原电池盐桥：盐桥：在在U U型管中装满用饱和型管中装满用饱和KClKCl溶液和琼脂作溶液和琼脂作成的冻胶成的冻胶由于将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，不但由于将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用不适合实际应用。造成的主要原因造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用负极附近聚集锌离子，正极附近聚集铜离子。负极附近聚集锌离子，正极附近聚集铜离子。为了避免发生这种现象，为了避免发生这种现象， 盐桥（如盐桥（如KClKCl）的存在，其）的存在，其中阴离子中阴离子ClCl- -向向ZnSOZnSO4 4溶液扩散和迁移，阳离子溶液扩散和迁移，阳离子K K+ +则向则向CuSOCuSO4 4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu2+2+几乎完全沉淀下来。几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与若电解质溶液与KClKCl溶液反应产生沉淀，可用溶液反应产生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代代替替KClKCl作盐桥。作盐桥。ZnSOZnSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液负极反应负极反应Zn-Zn-2e2e- -=Zn=Zn2+2+ 正极反应正极反应CuCu2+2+2e+2e- -=Cu =Cu 电池总反应：电池总反应：Zn+CuZn+Cu2+2+= Zn= Zn2+2+Cu+Cu 锌半电池锌半电池铜半电池铜半电池K K+ + ClCl- -再如：设计盐桥原电池的思路：再如：设计盐桥原电池的思路：还原剂和氧化产物为还原剂和氧化产物为负极负极的半电池的半电池氧化剂和还原产物为氧化剂和还原产物为正极正极的半电池的半电池Zn+2AgZn+2Ag+ +=Zn=Zn2+2+2Ag+2Agu根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液u外电路外电路用导线连通，可以接用电器用导线连通，可以接用电器u内电路内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥盐桥沟沟通内电路通内电路小结：小结：将原电池反应中的氧化反应，与还原反应分开在两个不同区域内进行，将原电池反应中的氧化反应，与还原反应分开在两个不同区域内进行，再用盐桥连接起来从而获得了持续稳定的电流。再用盐桥连接起来从而获得了持续稳定的电流。1)1)能能自发地发生氧化还原反应自发地发生氧化还原反应2)2)电解质溶液（电解质溶液（构成电路构成电路或参加反应）或参加反应）4)4)形成闭合电路形成闭合电路，（两个电极接触或用导线连接），（两个电极接触或用导线连接）3)3)由还原剂和导体构成由还原剂和导体构成负极系统负极系统，由氧化剂和导体构成，由氧化剂和导体构成正极系统正极系统三、组成原电池的条件三、组成原电池的条件四、原电池的应用四、原电池的应用1 1、加快氧化还原反应的速率、加快氧化还原反应的速率2 2、用于比较金属的活动性强弱：一般作负极的金属比作正极的金属活泼、用于比较金属的活动性强弱：一般作负极的金属比作正极的金属活泼3 3、设计原电池、设计原电池1)1)双线桥分析氧化还原反应，将其拆分为氧化反应和还原反应两个半反应双线桥分析氧化还原反应，将其拆分为氧化反应和还原反应两个半反应2)2)选择合适的正、负极材料和电解质溶液，设计原电池选择合适的正、负极材料和电解质溶液，设计原电池正、负极材料的选择：负极一般是活泼的金属材料，正极是活泼性比负极差正、负极材料的选择：负极一般是活泼的金属材料，正极是活泼性比负极差的金属或非金属（石墨）的金属或非金属（石墨）电解质溶液的选择：一般，电解质溶液（或其中溶解的其他物质如电解质溶液的选择：一般，电解质溶液（或其中溶解的其他物质如O O2 2）能与负）能与负极反应，若为双液原电池，左右两个容器中的电解质溶液要选择与电极材料相极反应，若为双液原电池，左右两个容器中的电解质溶液要选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液同的阳离子的盐溶液4 4、用于金属的防护：被保护的金属作原电池的正极、用于金属的防护：被保护的金属作原电池的正极判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。 正极：正极： FeFe3+3+得电子得电子 2Fe2Fe3+3+2e+2e- -=2Fe=2Fe2+2+Cu Cu C CFeClFeCl3 3溶液溶液A ACu+2FeClCu+2FeCl3 3=CuCl=CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2先写出总反应：先写出总反应：即即 负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：拆成离子方程式：Cu+2FeCu+2Fe3 3=Cu=Cu2 2+2Fe+2Fe2 2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极五、电极方程式的书写五、电极方程式的书写1.1.简单原电池电极方程式的写法简单原电池电极方程式的写法负极：负极： CuCu 失电子失电子 Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+请写出请写出右边原电池的右边原电池的电极电极方程式。方程式。Mg Mg Al AlNaOHNaOH溶液溶液A A总反应方程式：总反应方程式：2Al+2NaOH2Al+2NaOH +2H+2H2 2O O = = 2NaAlO2NaAlO2 2 +3H+3H2 2拆成离子方程式：拆成离子方程式：2Al2Al + + 2OH2OH + + 2H2H2 2O O = = 2AlO2AlO2 2 + + 3H3H2 2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极 负极：负极：AlAl，失，失e e- - 2Al-6e2Al-6e2 2AlAl3+3+2Al2Al3+3+ + 8OH + 8OH- - =2AlO =2AlO2 2- - + 4H + 4H2 2O O 负极总反应负极总反应： 2Al +8OH2Al +8OH- -6e6e 2AlO2AlO2 2- - + 4H + 4H2 2O O 正极：总反应负极反应正极：总反应负极反应6H6H2 2O O 6e6e 6OH6OH 3H3H2 22.2.燃料电池电极方程式的写法燃料电池电极方程式的写法总反应：总反应： 实际上就是燃料的完全燃烧。实际上就是燃料的完全燃烧。负极（通入燃料）：为燃料失去电子的氧化反应，负极（通入燃料）：为燃料失去电子的氧化反应，正极（通入氧化剂）：为氧化剂得到电子的还原反应。正极（通入氧化剂）：为氧化剂得到电子的还原反应。以以PtPt为电极，电解质溶液为为电极，电解质溶液为KOHKOH溶液的氢氧燃料电池为例溶液的氢氧燃料电池为例总反应：总反应：2H2H2 2+ O+ O2 22H2H2 2O O负极负极: H: H2 2 失失e e2H2H2 2 - 4e- 4e- - 4H4H4H4H+ + + 4OH + 4OH- - 4H4H2 2O O负极总反应负极总反应: : 2H2H2 2 - 4e- 4e- - + 4OH + 4OH- - 4H4H2 2O O正极正极: : 总反应负极反应总反应负极反应 O O2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4eO + 4e- - 4OH4OH- -列物质、标得失列物质、标得失两式加、验总式两式加、验总式练：写出铅蓄电池放电过程的电极反应式。练：写出铅蓄电池放电过程的电极反应式。 Pb(s)+PbOPb(s)+PbO2 2(s)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4(aq)=2PbSO(aq)=2PbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)O(l)看环境、配守恒看环境、配守恒0 +4 +20 +4 +2失失2e2e- - 得得2e2e- -PbPb2e2e- - + SO+ SO4 4 2- 2- = PbSO= PbSO4 4PbOPbO2 2+2e+2e- - +4H+4H+ + SO+ SO4 4 2- 2- = PbSO= PbSO4 4 +2H+2H2 2O O负极：负极：正极：正极：3.3.复杂原电池电极方程式的书写复杂原电池电极方程式的书写方法点拨：方法点拨：写电极方程式的时候，要根据写电极方程式的时候，要根据“得电子显负电；失电子显正电得电子显负电；失电子显正电”的的原则，原则，利用利用“电荷守恒电荷守恒”，通过巧用，通过巧用H H、OHOH和水写出电极方程式和水写出电极方程式银锌电池（电解质为银锌电池（电解质为KOHKOH）的电池总反应为：）的电池总反应为：ZnZn AgAg2 2O O ZnOZnO 2Ag2AgZnZn2e2e ZnOZnO2 OH2 OH H H2 2O OAgAg2 2O O 2e2e 2Ag2AgH H2 2O O 2OH2OH负极：负极：正极：正极：小结：书写电极反应式应注意以下几点：小结：书写电极反应式应注意以下几点：1 1、电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应所有规则（如、电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应所有规则（如“拆拆”、“平平”）3 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如（如4 4价的价的C C在在酸性溶液中酸性溶液中以以COCO2 2形式存在，在形式存在，在碱性溶液中碱性溶液中以以COCO3 32 2形式存在）；形式存在）；2 2将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；即得到另一极反应；4 4溶液中不存在溶液中不存在O O2 2：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与H H结合成结合成H H2 2O O、在碱性或中性溶液中、在碱性或中性溶液中它与水结合成它与水结合成OHOH；原电池的表示方法：原电池的表示方法： (-) Zn | Cu(-) Zn | Cu2+ 2+ | Cu (+)| Cu (+) (-) Zn | Zn (-) Zn | Zn2+ 2+ (C(C1 1) ) CuCu2+ 2+ (C(C2 2) | Cu (+) | Cu (+) “”- “”-盐桥盐桥 第二节第二节 化学电源化学电源1)1)概念概念: :将将化学能化学能变成变成电能电能的装置的装置2)2)分类分类: :一次电池又称不可充电电池一次电池又称不可充电电池如：干电池如：干电池3)3)优点优点: :4)4)电池优劣的判断标准电池优劣的判断标准: :能量转换效率高，供能稳定可靠。能量转换效率高，供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。使用方便。易维护，可在各种环境下工作。易维护，可在各种环境下工作。比能量比能量符号符号(Wh/kg)(Wh/kg)，(Wh/L)(Wh/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率比功率 符号是符号是W/kgW/kg，W/L)W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小电池的储存时间的长短电池的储存时间的长短燃料电池燃料电池二次电池又称充电电池二次电池又称充电电池蓄电池蓄电池一、一次电池一、一次电池1 1、碱性、碱性锌锌- -锰干电池锰干电池(-) ZnKOHMnO(-) ZnKOHMnO2 2 (+)(+)负极负极(Zn)(Zn)：Zn + 2OHZn + 2OH- - - 2e - 2e- - = Zn(OH) = Zn(OH)2 2正极正极(MnO(MnO2 2) )：2MnO2MnO2 2+2H+2H2 2O+2eO+2e- - = 2OH= 2OH- - + 2MnOOH+ 2MnOOH（氢氧化氧锰）（氢氧化氧锰）电池总反应：电池总反应：Zn+2MnOZn+2MnO2 2+2H+2H2 2O = 2MnOOH+Zn(OH)O = 2MnOOH+Zn(OH)2 2+4 +3+4 +32 2、银、银-锌电池（纽扣电池）锌电池（纽扣电池）负极：负极：Zn-2eZn-2e- -+2OH+2OH- -=Zn(OH)=Zn(OH)2 2正极：正极：AgAg2 2O+2eO+2e- -+H+H2 2O=2Ag+2OHO=2Ag+2OH- -电池总反应：电池总反应： AgAg2 2O+Zn+HO+Zn+H2 2O=2Ag+Zn(OH)O=2Ag+Zn(OH)2 23 3、锂电池、锂电池(-) ZnKOHAg(-) ZnKOHAg2 2O O (+)(+)负极：负极：LieLie = Li = Li+ +正极：复杂正极：复杂4 4、特殊的原电池、特殊的原电池 AlNaAlNaOHOH溶液溶液MgMg： AlAl为负极为负极总反应方程式：总反应方程式：2Al+2NaOH2Al+2NaOH +2H+2H2 2O O = = 2NaAlO2NaAlO2 2 +3H+3H2 2拆成离子方程式：拆成离子方程式：2Al2Al + + 2OH2OH + + 2H2H2 2O O = = 2AlO2AlO2 2 + + 3H3H2 2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极 负极：负极：AlAl，失，失e e- - 2Al-6e2Al-6e2 2AlAl3+3+2Al2Al3+3+ + 8OH + 8OH- - =2AlO =2AlO2 2- - + 4H + 4H2 2O O 负极总反应负极总反应： 2Al +8OH2Al +8OH- -6e6e 2AlO2AlO2 2- - + 4H + 4H2 2O O Mg Mg Al AlNaOHNaOH溶液溶液A A正极：总反应负极反应正极：总反应负极反应 6H6H2 2O O 6e6e 6OH6OH 3H3H2 2 SiNaSiNaOHOH溶液溶液FeFe： SiSi为负极为负极总反应方程式：总反应方程式：SiSi+2NaOH+2NaOH +H+H2 2O O = = NaNa2 2SiSiO O3 3 + +2 2H H2 2拆成离子方程式：拆成离子方程式：SiSi+ 2OH+ 2OH +H+H2 2O O = = Si SiO O3 32-2- + +2 2H H2 2负极反应：负极反应： Si +6OHSi +6OH- -4e4e Si SiO O3 32-2- + 3H + 3H2 2O O 正极反应：正极反应：4H4H2 2O O 4e4e 4OH4OH 2H2H2 2 AlAl（或（或FeFe）浓浓H HN NO O3 3溶液溶液CuCu： AlAl（或（或FeFe）被钝化后，）被钝化后， Cu Cu为负极为负极二、二次电池二、二次电池1.1.铅蓄电池铅蓄电池(-) Pb(-) PbH H2 2SOSO4 4PbOPbO2 2 (+)(+)放电总反应：放电总反应：Pb(s)+PbOPb(s)+PbO2 2(s)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O O 负极：负极： PbPbSOSO4 42-2-2e2e- -PbSOPbSO4 4正极：正极：PbOPbO2 24H4HSOSO4 42 22e2e- -PbSOPbSO4 42H2H2 2O O充电总反应：充电总反应：2PbSO2PbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)=Pb(s)+PbOO(l)=Pb(s)+PbO2 2(s)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极阳极（氧化反应）：阳极（氧化反应）：PbSOPbSO4 42H2H2 2O-2eO-2e- -PbOPbO2 24H4HSOSO4 42-2-阴极（还原反应）：阴极（还原反应）：PbSOPbSO4 4 + 2e+ 2e- -PbPbSOSO4 42-2- 放电放电（原电池）（原电池）负极：氧化反应，失负极：氧化反应，失e e- -正极：正极：还原反应还原反应，得，得e e- - 充电充电（电解池）（电解池）阴极：还原反应，得阴极：还原反应，得e e- -阳极：氧化反应，失阳极：氧化反应，失e e- -总反应总反应:PbO:PbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 4 2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O三三、燃料电池燃料电池总反应：燃料燃烧总反应：燃料燃烧负极：燃料失负极：燃料失e e- -正极：正极：O O2 2 + 4e+ 4e- - + + 注意电解质环境对电极反应式的影响，记住正极半反应注意电解质环境对电极反应式的影响，记住正极半反应电解质为酸：电解质为酸：(-)H(-)H2 2 | H| H+ + | O | O2 2(+) (+) 负极：负极：2H2H2 2 - 4e- 4e- - 4H 4H+ + 正极：正极：O O2 2 + 4e+ 4e- - + 4H+ 4H+ + 2H2H2 2O O总反应式总反应式: 2H: 2H2 2 + O+ O2 2 2H 2H2 2O O 燃料电池电极反应式的写法：燃料电池电极反应式的写法：总式总式正极正极负极负极电解质为电解质为碱性碱性（或（或中性中性）：负极：负极：2H2H2 2 + 4OH+ 4OH- - - 4e- 4e- - 4H 4H2 2O O 正极：正极：O O2 2 + 4e+ 4e- - + + 2H2H2 2O O 4OH 4OH- - 总反应式总反应式: 2H: 2H2 2 + O+ O2 2 2H 2H2 2O O (-)H(-)H2 2 | | OHOH- - | | O O2 2(+) (+) 电解质为熔融碳酸盐：电解质为熔融碳酸盐：正极：正极： O O2 2 + 4e+ 4e- - + + 2CO2CO2 2 2CO 2CO3 32 2- - 电解质为固态氧化物，高温下允许电解质为固态氧化物，高温下允许O O2 2- -通过：通过： 正极：正极： O O2 2 + 4e+ 4e- - 2O 2O2 2- - 负极：负极：2H2H2 2 + + 2CO2CO3 32-2- 2CO2CO2 2 + + 2H2H2 2O O + + 4e4e 总反应式总反应式: 2H: 2H2 2 + O+ O2 2 2H 2H2 2O O (-)H(-)H2 2 | CO| CO3 32 2- - | O | O2 2(+) (+) 2O2O2-2- + 4H + 4H+ + = 2H = 2H2 2O O总反应式总反应式: 2H: 2H2 2 + O+ O2 2 2H 2H2 2O O (-)H(-)H2 2 | O| O2 2- - | O | O2 2(+) (+) 负极：负极：2H2H2 2 - 4e- 4e- - 4H 4H+ + 注意：燃料电池总反应式一般为燃注意：燃料电池总反应式一般为燃烧方程式烧方程式( (去去“点燃点燃”);”);但当生成但当生成物有后续反应时，加和后续反应物有后续反应时，加和后续反应. .CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2O OCOCO2 2+2OH+2OH- -=CO=CO3 32-2-+H+H2 2O O(-)CH(-)CH4 4 | H| H+ + | O | O2 2(+) (+) 负极：负极：CHCH4 4 - 8e- 8e- - + 2H+ 2H2 2O O 8H 8H+ + + CO + CO2 2正极：正极：2O2O2 2 + 8e+ 8e- - + 8H+ 8H+ + 4H4H2 2O O总反应式总反应式: CH: CH4 4 + 2O+ 2O2 2 CO CO2 2 + 2H + 2H2 2O O (-)CH(-)CH4 4 | OH| OH- - | O | O2 2(+) (+) 负极：负极：CHCH4 4 - 8e- 8e- - + 10+ 10 OHOH- - 7H 7H2 2O + COO + CO3 32-2-总反应式总反应式: : CHCH4 4 + 2O+ 2O2 2 + 2OH+ 2OH- - CO CO3 32 2- - + 3H + 3H2 2O O 正极：正极： 2O 2O2 2 + 8e+ 8e- - + + 4H4H2 2O O 8OH 8OH- - 电极为金属铂，在两极分别通入甲烷和氧气。电极为金属铂，在两极分别通入甲烷和氧气。电解质为稀硫酸电解质为稀硫酸电极为金属铂，在两极分别通入甲烷和氧气。电极为金属铂，在两极分别通入甲烷和氧气。电解质为电解质为NaNaOHOH甲烷燃料电池：甲烷燃料电池：书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：2 2电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应所有规则（如电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应所有规则（如“拆拆”、“平平”），），两电极反应式中两电极反应式中得失电子数目一般相等得失电子数目一般相等。4 4负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有与溶液的酸碱性有关（如关（如4 4价的价的C C在在酸性溶液中酸性溶液中以以COCO2 2形式存在，在形式存在，在碱性溶液中碱性溶液中以以COCO3 32 2形式存形式存在）；在）；3 3将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；即得到另一极反应；1 1确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物质；确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物质；5 5溶液中不存在溶液中不存在O O2-2-：在：在酸性酸性溶液中溶液中它与它与H H结合成结合成H H2 2O O、在、在碱性碱性或或中性中性溶液中它溶液中它与水结合成与水结合成OHOH- -。6. 6. 对于可逆电池反应，要弄清楚充电和放电的方向，放电过程体现原电池原理，对于可逆电池反应，要弄清楚充电和放电的方向，放电过程体现原电池原理，充电过程体现电解池原理。充电过程体现电解池原理。课堂总结课堂总结1 1、仅有一个电极材料参与反应的原电池：、仅有一个电极材料参与反应的原电池：负极：负极：M-xe=MM-xe=Mx+x+正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属2 2、两个电极均参与反应的原电池（如蓄电池，纽扣电池）、两个电极均参与反应的原电池（如蓄电池，纽扣电池）电极材料：金属为负极，金属化合物为正极电极材料：金属为负极，金属化合物为正极电子得失均由两电极本身发生电子得失均由两电极本身发生电极反应需考虑电解质溶液的参与电极反应需考虑电解质溶液的参与 3 3、电极材料本身均不参与反应的电池（燃料电池）、电极材料本身均不参与反应的电池（燃料电池）两电极材料均为惰性电极两电极材料均为惰性电极负极可燃性气体失电子，正极助燃性气体得电子负极可燃性气体失电子，正极助燃性气体得电子电极反应考虑电解质溶液电极反应考虑电解质溶液2017全国卷,11,6分全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8 8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是以“锂电池”为背景的电化学试题剖析A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重 0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多解析解析 原理图中金属锂失去电子被氧化为Li+,故b作电池负极,a作电池正极。放电时电极a的变化过程依次为S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2,正极可发生的反应依次有S8+2Li+2e- Li2S8、3Li2S8+2Li+2e- 4Li2S6、2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4、Li2S4+2Li+2e- 2Li2S2,A正确。负极反应为Li-e- Li+,“外电路中流过0.02 mol电子”表明有0.02 mol Li被氧化,负极材料减重7 g/mol0.02 mol=0.14 g,B正确。石墨烯具有良好的导电性,单质硫(S8)不导电,掺石墨烯能提高电极的导电性,C正确。充电反应是放电反应的逆过程,由电池反应“16Li+xS8 8Li2Sx”知,充电反应为“8Li2Sx 16Li+xS8”,电池充电时间越长,电池中金属锂和单质硫(S8)的量越多,Li2Sx越少,D错误。答案答案 D化学 专题十四 原电池锂电池分为锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池的负极材料是金属锂或锂合金,工作时金属锂失去电子被氧化为Li+,负极反应均为Li-e- Li+,负极生成的Li+经过电解质定向移动到正极。由于单质锂是活泼金属,易与空气中的H2O、O2反应,所以必须在无水、无氧的条件下组装锂金属电池。锂离子电池充电时阴极反应式一般为6C+xLi+xe- LixC6;放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程:LixC6-xe- 6C+xLi+。知识链接知识链接化学 专题十四 原电池锂离子电池的正极材料一般为含Li+的化合物,目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等,充电、放电时这些正极材料上的电极反应、电池总反应如下表:素养提升素养提升正极材料充电时阳极反应式放电时正极反应式电池总反应式LiFePO4LiFePO4-xe-xLi+ Li1-xFePO4Li1-xFePO4+xLi+xe- LiFePO4LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6LiCoO2LiCoO2-xe-xLi+ Li1-xCoO2Li1-xCoO2+xLi+xe- LiCoO2LiCoO2+6C Li1-xCoO2+LixC6LiMn2O4LiMn2O4-xe-xLi+ Li1-xMn2O4Li1-xMn2O4+xLi+xe- LiMn2O4LiMn2O4+6C Li1-xMn2O4+LixC6化学 专题十四 原电池(2018年第二次全国大联考【新课标年第二次全国大联考【新课标卷】卷】11题题)电动汽车已逐渐走入人们的生活，电动汽车已逐渐走入人们的生活，一些电动汽车动力使用的是钴酸锂一些电动汽车动力使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，电池，其工作原理如图，A极材料是金极材料是金属锂和石墨的复合材料（石墨作为金属锂的载体），电解质为一种能传导属锂和石墨的复合材料（石墨作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高的高分子材料。隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为分子材料。隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为LixC6+Li1xCoO2 C6+LiCoO2，下列说法不正确的是，下列说法不正确的是A该隔膜只允许该隔膜只允许Li+通过，放电时通过，放电时Li+从左边移向右边从左边移向右边B充电时，充电时，B电极与电源正极相连电极与电源正极相连(2018年第二次全国大联考【新课标年第二次全国大联考【新课标卷】卷】11题题)电动汽车已逐渐走入人们的生活，电动汽车已逐渐走入人们的生活，一些电动汽车动力使用的是钴酸锂一些电动汽车动力使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，电池，其工作原理如图，A极材料是金极材料是金属锂和石墨的复合材料（石墨作为金属锂的载体），电解质为一种能传导属锂和石墨的复合材料（石墨作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高的高分子材料。隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为分子材料。隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为LixC6+Li1xCoO2 C6+LiCoO2，下列说法不正确的是，下列说法不正确的是C电池放电时，负极的电极反应式为电池放电时，负极的电极反应式为LixC6xe xLi+C6D废旧钴酸锂电池进行废旧钴酸锂电池进行“放电处理放电处理”让让Li+进入石墨中而有利于回收进入石墨中而有利于回收D1.1.判断电极判断电极2.2.书写电极反书写电极反应方程式：应方程式：确定反应物、产物确定反应物、产物负极负极( (阳极阳极) )：还原剂：还原剂- -ne-= =氧化产物氧化产物 检查三个守恒：质量、电荷、电子检查三个守恒：质量、电荷、电子 正极正极( (阴阴极极) )：氧化剂：氧化剂+ +ne-= =还原还原产物产物5.LiFePO4电池(正极LiFePO4，负极Li，含Li导电固体为电解质)已知FePO4Li LiFePO4，则负极： ；正极： 。阴极： ；阳极： 。Lie=LiFePO4Lie=LiFePO4Lie=LiLiFePO4e=FePO4Li专题高考中的新型电源之燃料电池C真题体验知识回顾还原剂可燃物氧化剂电极反应式的书写（注意电解质环境）负极反应：还原剂ne=氧化产物正极反应：氧化剂ne=还原产物燃料电池的工作原理氧化产物还原产物正极(酸作介质)(碱作介质)O24e4H=2H2OO24e2H2O=4OH氢氧燃料电池总反应：负极(酸作介质)(碱作介质)H22e=2HH22e2OH=2H2O2H2O2=2H2O8.甲烷燃料电池(铂为两极，正极通入O2和CO2，负极通入甲烷，电解液有三种)(1)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极： ；负极： ；总反应方程式： 。(2)酸性电解质(电解液为H2SO4溶液)正极： ；负极： ；总反应方程式： 。CH42O2=CO22H2O2O28e8H=4H2OCH48e2H2O=CO28HCH42O2=CO22H2O(3)碱性电解质(电解液为KOH溶液)正极： ；负极： ；总反应方程式： 。2O28e4H2O=8OH能力3 3燃料电池电极反应式的书写电解质电解质负极反应式负极反应式正极反应式正极反应式总反应式总反应式说明说明酸性酸性介质介质H2-2e- 2H+ O2+4e-+4H+ 2H2O2H2+O2 2H2O酸性介质中HH+其余介质中HH2O碱性碱性介质介质H2-2e-+2OH- 2H2O O2+4e-+2H2O 4OH-熔融熔融氧化物氧化物H2-2e-+O2- H2OO2+4e- 2O2-熔融熔融碳酸盐碳酸盐1.氢氧燃料电池2.乙醇燃料电池电解质电解质负极反应式负极反应式正极反应式正极反应式总反应式总反应式说明说明酸性酸性介质介质C2H5OH-12e-+3H2O 2CO2+12H+O2+4e-+4H+ 2H2OC2H5OH+3O2 2CO2+3H2O碱性碱性介质介质O2+4e-+2H2O 4OH-熔融熔融碳酸盐碳酸盐C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O熔融熔融氧化物氧化物C2H5OH-12e-+6O2- 2CO2+3H2OO2+4e- 2O2-C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O9.甲醇燃料电池(1)碱性电解质(铂为两极，电解液为KOH溶液)正极： ；负极： ；总反应方程式： 。(2)酸性电解质(铂为两极，电解液为H2SO4溶液)正极： ；负极： ；总反应式： 。3O212e6H2O=12OH2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O3O212e12H=6H2O2CH3OH12e2H2O=12H2CO22CH3OH3O2=2CO24H2O10.CO燃料电池(总反应方程式均为2COO2=2CO2)(1)熔融盐(铂为两极，Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极： ；负极： 。(2)酸性电解质(铂为两极，电解液为H2SO4溶液)正极： ；负极： 。O24e4H=2H2O2CO4e2H2O=2CO24H变式训练CH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O2O28e4H2O=8OH电解质电解质电极反应式或总反应式电极反应式或总反应式酸性介质酸性介质正极正极负极负极总反应总反应碱性介质碱性介质正极正极负极负极总反应总反应（2015江苏卷）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CH4H2O 3H2CO，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： H22OH2e=2H2OC.电池工作时，CO32-向B电极移动D.电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO32-D真题体验正极(熔融金属氧化物作介质)(熔融碳酸盐作介质，正极充CO2)O24e=2O2O24e2CO2=2CO32- 氢氧燃料电池总反应：负极(熔融金属氧化物作介质)(熔融碳酸盐作介质)H22eO2=H2OH22eCO32- =H2OCO22H2O2=2H2OCH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O