原电池原理及其 应用知识体系原电池原理构成原电池条件原电池应用金属的腐蚀及其防护定向移动方向：电子、离子原电池“负极出电子，电子回正极”必发生 失电子 的 氧化反应电解池必发生 得电子 的 还原反应必发生 失电子 的 氧化反应1、原电池的反应原理2、电极反应式的书写找出两极放电的物质分析放电后的产物是否 与溶液中的溶质反应3、原电池电极的判断负极-失电子发生氧化反应的电极 正极得电子发生还原反应的电极发生氧化还原反应原电池原理电子 流出电子 流入化学能转化为电能构成原电池条件有电解质溶液 有活性不同的两极 有闭合回路 例1、Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液 的原电池中：Cu作_极, Fe作_极 电极反应式是：负极_正极_ 总反应式是_ 如将稀硫酸改为浓硝酸则： Cu作_极, Fe作_极 电极反应式是：负极_正极_ 总反应式是_Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O正负 Fe-2e-=Fe2+ 2H+2e-=H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2负正 Cu-2e-=Cu2+2NO3-+4H+2e-=2NO2 +2H2O常见电池和新型电池示例原电池应用负极（锌筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正极（石墨） ： 2NH4+ +2e-= 2NH3+ 2H2 总反应：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2 1、锌-锰干电池常用电池的电极反应和电池总反应式书写2NH4+2MnO2 + 2e=2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4+2MnO2= Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O2、铅蓄电池负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O总反应 ：例2：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的 作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应 ：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是( ) A放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中 C充电时，阴极上的电极反应为： D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 解析：蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是 较活泼的金属，A正确。放电时，Fe是原电池的负极，Fe 失电子被氧化成Fe2+离子。由于负极Fe的附近聚集较 多的Fe2+离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D不 正确。充电时蓄电池起电解池作用，充电时电源的负极应 与蓄电池的负极（Fe，此时作为电解池的阴极）相连接， 发生还原反应。C正确。反应是在碱性溶液中进行的，B不 正确。答案：B、D。 钮扣电池：不锈钢制成一个由正 极壳和负极盖组成的小圆盒，盒 内靠正极一端填充由Ag2O和少量 石墨组成的正极活性材料，负极 盖一端填充锌汞合金作负极活性 材料，电解质溶液为浓KOH溶液， 已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，3、银-锌电池 负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag4、燃料电池负极H2：2H2+4OH- -4e- =4H2O 正极O2：O2+2H2O +4e- =4OH- 总反应： O2+2H2 =2H2O氢氧燃料电池是一种新 型的化学电池，其构造 如图示：两个电极均由 多孔性碳制成，通入的 气体由孔隙逸出，并在 电极表面放电。例3：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有 高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有 酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以 表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸， 其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+ ，则其正极反 应式为_ _。碱式电池的电 解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-， 则其负极反应可表示为_ _。O2+4e-+4H+=2H2O2H2-4e-+4OH-=4H2O 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、汽 油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成 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式 ： 。 KOH溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O有人设计出利用CH4和O2的反应，用 铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池 的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列 说法正确的是（ ） 每消耗1molCH4可以向外电路提供 8mole- 负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O 负极上是O2获得电子，电极反应式为： O2+2H2O+4e-=4OH- 电池放电后，溶液PH不断升高 A. B. C. D.A 5、(99理综)熔融盐燃料电池具有高的发电效 率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔 融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与 CO2的混合气为阴极助燃气,制得在6500下 工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:负极反应式: ,正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-总电池反应 式: .2CO+2CO32-4e- =4CO22CO+O2=2CO2解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行 燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O2为氧化剂， 电池总反应式为：2CO+O2=2CO2。用总反应式减 去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得 到电池正极（即题目指的阴极）反应式： O2+2CO2+4e-= 2CO32- 。 5、海水电池（电解质溶液为海水）负极：4Al-12e=4Al3+， 正极：3O2+6H2O+12e=12OH 总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)36、锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：2Li-2e=2Li+，正极：I2+2e=2I， 总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长 ，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长 。（1）利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。 （2 ）碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池， 加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。 （3）负极：2Fe - 4e-=2 Fe2+， 正极：O2+2H2O +4e- =4OH-， 总反应方程式是：4 Fe+3O2+6H2O= 4Fe(OH)3市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量 氯化钠、水等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使其与空气隔绝，启 用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有大 量的铁锈存在，请回答下列问题： （1）热敷袋使用时，为什么会放出热量？ （2）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？ （3）试写出有关的电极反应式和化学方程式。原电池电极反应式的书写注意事项： （1）负氧正还。 （2）要注意溶液的酸碱性，适当的在 电极方程式两边添加H+、OH、H2O， 以遵循电荷守恒和质量守恒。 （3）要注意电极反应产物是否与电解 质溶液发生反应。小结化学腐蚀与电化腐蚀 化学腐蚀蚀电电化腐蚀蚀条件金属跟非金属单质单质 直接接触不纯纯金属或合金 跟电电解质质溶液接触 现现 象无电电流产产生有微弱电电流产产生本 质质金属被氧化较较活泼泼金属被氧化联联 系两者往往同时发时发 生，电电化腐蚀蚀更普遍金属的腐蚀金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反 应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属 原子失去电子被氧化的过程。金属的腐蚀及其防护析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）析氢氢腐蚀蚀吸氧腐蚀蚀条件水膜酸性较较强 （pH4.3）水膜酸性很弱或中性电电 极 反 应应负负 极正 极 总总反应应 式O2+2H2O+4e- =4OH2H+2e- =H2Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe - 2e = Fe2+（3）金属防护的几种重要方法改变金属内部的组织结构，制成合金。在金属表面覆盖保护层。电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下 ： 电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学 腐蚀有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有 一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀小结例下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀 硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 A B C D D