Ⅰ教材知识点第四节 原电池原理及其应用一、原电池1、原电池原理（铜锌原电池） 总反应：Zn + 2H+ =Zn2++ H2 负极反应：(锌片) Zn - 2e =Zn2+ (氧化反应)正极反应：(铜片) 2H+ + 2e == H2 （还原反应）电子流动方向：由锌片经导线流向铜片原电池的定义：把化学能转变为电能的装置2、原电池的组成条件和原理 3.原电池原理：较活泼的金属发生 反应，电子从较活泼的金属（ 极）流向较不活泼的金属（ 极）溶液中 离子流向正极，在正极 电子被 ；溶液中的 离子流向负极二、化学电源1．干电池(ZnCl2、MnO2糊状混和物作电解质溶液) 2．锌锰碱性电池 ①总反应: 2NH4++Zn = Zn2++2NH3 +H2 ①总反应: 2MnO2 + Zn + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O3②负极反应式(Zn)： ②负极反应式： ③正极反应式(C)： ③正极反应式：3．银锌电池(KOH溶液) 4．爱迪生电池( KOH溶液)①总反应: Zn+Ag2O+H2O = 2Ag+Zn(OH)2 ①总反应:NiO2+ Fe +2H2O = Ni(OH)2+ Fe(OH)2②负极反应式(Zn)： ②负极反应式(Fe)： ③正极反应式(Ag2O)： ③正极反应式(NiO2)： 5．镉镍电池(KOH溶液) 11．铅蓄电池(放电) （H2SO4溶液(30%)）①总反应: NiO2+Cd+2H2O = Ni(OH)2+ Cd(OH)2 ①总反应:PbO2+Pb+4H+ = 2Pb2+ + 2H2O②负极反应式(Cd)： ②负极反应式(Pb)：③正极反应式(NiO2)： ③正极反应式(PbO2)：6．氢氧燃料电池(KOH溶液) 12．氢氧燃料电池(稀H2SO4溶液) ①总反应:2H2+O2 = 2H2O ①总反应:2H2+O2 = 2H2O ②负极反应式(C)： ②负极反应式(C)： ③正极反应式(C)： ③正极反应式(C)：7．甲烷燃料电池(KOH溶液) 13．甲烷燃料电池(H2SO4溶液)①总反应:CH4+2O2+ 2OH- = CO32-+3H2O ①总反应:CH4+2O2 = CO2 + 2H2O②负极反应式(C)： ②负极反应式(C)：③正极反应式(C)： ③正极反应式(C)： 8．乙炔燃料电池(KOH溶液) 14．乙炔燃料电池(H2SO4溶液) ①总反应:2C2H2+ 5O2+ 8OH- = 4CO32-+6H2O ①总反应:2C2H2+5O2 = 4CO2 + 2H2O ②负极反应式(C)： ②负极反应式(C)： ③正极反应式(C)： ③正极反应式(C)： 9．CO燃料电池(KOH溶液) 15．CO燃料电池(H2SO4溶液)①总反应:2CO+ O2+ 4OH- = 2CO32-+2H2O ①总反应:2CO + O2 = 2CO2 ②负极反应式(C)： ②负极反应式(C)： ③正极反应式(C)： ③正极反应式(C)： 10．酒精燃料电池(KOH溶液) 16．酒精燃料电池(H2SO4溶液)①总反应:C2H5OH + 3O2+ 4OH- = 2CO32-+5H2O ①总反应:C2H5OH +3O2 = 2CO2 + 3H2O②负极反应式(C)： ②负极反应式(C)： ③正极反应式(C)： ③正极反应式(C)： 17．氢氧燃料电池(NaCl溶液) 18．甲烷燃料电池(KCl溶液) ①总反应:2H2+O2 = 2H2O ①总反应: CH4+2O2 = CO2 + 2H2O ②负极反应式(C)： ②负极反应式(C)：③正极反应式(C)： ③正极反应式(C)： 19．乙炔燃料电池(NaCl溶液) 20．酒精燃料电池(NaCl溶液) ①总反应:2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O ①总反应:C2H5OH +3O2 = 2CO2 + 3H2O②负极反应式(C)： ②负极反应式(C)： ③正极反应式(C)： ③正极反应式(C)： 21．镁铝电池（H2SO4溶液） 22．镁铝电池(KOH溶液)①总反应:Mg+H2SO4=H2+MgSO4 ①总反应:2Al+2KOH +2H2O = 2KAlO2 + 3H2②负极反应式( )： ②负极反应式(Al)：③正极反应式( )： ③正极反应式(Mg) ：23．心脏起搏电池1(人体体液) 24．铝—空气电池(海水) ①总反应:2Zn+O2+2H2O = 2Zn(OH)2 ①总反应:4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH)3②负极反应式(Zn)： ②负极反应式(Al)：③正极反应式(Pt)： ③正极反应式(C)：25．高铁电池①总反应: 3Zn + 2K2FeO4 +8H2O = 3Zn(OH)2 +2Fe(OH)3 + 4KOH②负极反应式( )： ③正极反应式( )：三、金属的电化学腐蚀 M - ne- == Mn+ 1、化学腐蚀2、电化学腐蚀（1）．析氢腐蚀 （2）．吸氧腐蚀①总反应: Fe + 2H+ =Fe2++ H2↑ ①总反应: 2Fe + 2H2O +O2 = 2Fe(OH)2②负极反应式(Fe): ②负极反应式(Fe): ③正极反应式(C): ③正极反应式(C): 第四节 原电池原理及其应用一、选择题1．下列装置能够组成原电池产生电流的是 [ ]A ★B ★C D2．下列有关原电池的叙述中，不正确的是 [ ] A．原电池中，相对活泼的金属极板为负极 B．形成原电池时，氧化、还原反应分别在两个极上发生 ★C．原电池工作时，阳离子向负极移动 D．电子流入的极是正极3．某原电池的离子方程式是Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该原电池正确的组成是 [ ]4．某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3+ ＝3Fe2+，与此电池反应不符的原电池是[ ]A．铜片、铁片、FeCl3 溶液组成的原电池 B．石墨、铁片、Fe(NO3) 3溶液组成的原电池★C．铁片、锌片、Fe2(SO4) 3溶液组成的原电池 D．银片、铁片、Fe(NO3) 3溶液组成的原电池5．干电池使用时，其中发生的是哪类反应[ ]A．中和反应 ★B．氧化还原反应 C．分解反应 D．电解反应6. 某原电池反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，则下列说法正确的是 [ ]A．HNO3为电解质溶液 B．锌为原电池正极 C．铁极质量不变 ★D．铜为原电池正极7．某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是 [ ] A．Mg ★B．Fe C．Al D．Cu8．在如右图所示装置中，观察到电流计指针偏转；M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ） 9．有关钢铁腐蚀的说法正确的是[ ]★A．无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，都是铁被腐蚀 B．吸氧腐蚀时，负极放出氧气C．析氢腐蚀时，负极放出氢气 D．化学腐蚀超过电化学腐蚀速度10、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液中pH的变化为（ ） A、不变 B、先变小后变大 ★C、逐渐变大 D、逐渐变小 11．在铁的吸氧腐蚀中，发生还原反应的那个电极上进行的电极反应是 [ ] ★A．2H2O+O2+4e = 4OH- B．2H++2e = H2↑ C．4OH- - 4e = 2H2O+O2↑ D．Fe-2e = Fe2+12．铁钉和碳棒用导线连接后，浸入0.01mol／L的食盐溶液中，可能发生的反应是 [ ]A．碳棒上放出氯气 ★B．碳棒附近产生OH- C．碳棒上放出氧气 D．铁钉被还原13．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是[ ]A．2H+＋2e_＝H2 B．Fe2+＋2e_＝Fe★C．2H2O＋O2＋4e_＝4OH_ D．Fe3+＋e_ ＝Fe2+14．在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，棉线系在两种金属接缝处（如图），再向水中加入少量CuSO4，经过一段时间应看到的现象是 [ ] A．铁端将附着铜增重下沉 ★B．铜端将附着铜增重下沉 C．铁端将不变 D．铜端粗细不变将下沉15．已知空气-锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O 石墨：1/2O2+H2O+2e-=2OH-据此判断，锌片是（ ） A、负极，被氧化 B、负极，被还原 C、正极，被氧化 D、正极，被还原 16．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O，下列结论正确的是（ ） A、Pb为正极被氧化 B、SO42-只向PbO2极移动 C、电池溶液密度不断减小 D、溶液的pH不断减小 17.银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下：Zn+2OH--2e=Zn（OH）2 Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-下列判断正确的是 [ ]A．锌极为还原反应； B．锌为正极，氧化银为负极；C．原电池工作时，负极区溶液pH增大； ★D．原电池反应的化学方程式为： Zn+Ag2O+H2O=Zn（OH）2+2Ag18．电子表电源常用微型银-锌电池，电极分别是Ag2O和Zn，电解液为KOH溶液，电极反应为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，总反应为：Ag2O+Zn=2Ag+ZnO，根据上述变化下列判断正确的是：（ ） A、Zn是负极，Ag2O是正极 B、Zn是正极，Ag2O是负极 C、工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 D、工作时，电池负极区溶液pH值减小 19.钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为： [ ] A．Fe-2e === Fe2+ B．2H+ + 2e=== H2↑ C．2H2O + O2+4e === 4OH- D．Fe-3e===Fe3+20．把铁钉和碳棒用铜线连接后，浸入0.1mol/L的NaCl溶液中，可能发生的为（ ） A、碳棒上放出氯气 B、碳棒附近产生OH- C、碳棒上放出O2 D、铁钉上放出H2 21．铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是[ ]A．阴极 B．正极 C．阳极 ★D．负极22、有a、b、c、d四种金属片，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化；如果把铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出。
据此判断它们的金属活动性由强到弱的顺序是（ ） A、d c a b ★B、d a b c C、d b a c D、b a d c 23．a、b、c三种金属分别放入稀H2SO4中，只有C产生H2，a、b同时放入a的硝酸盐溶液中a的质量增加，则离子氧化能力的顺序是（ ） A、a2+>b2+>c2+>H+ B、b2+>a2+>c2+>H+ C、a2+>b2+>H+>c2+ D、c2+>H+>b2+>a2+ 24. 根据下列实验事实：（1）X+Y2+=X2++Y (2)Z + 2H2O(冷水) = Z(OH)2 + H2↑（3）Z2+离子的氧化性比X2+弱（4）由Y、W做电极组成的原电池反应为：Y-2e = Y2+．由此可知，X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是 [ ] A．X＞Y＞Z＞W B．Y＞X＞W＞Z ★C．Z＞X＞Y＞W D．Z＞Y＞X＞W25．将X，Y，Z，W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池，X，Y相连时，X为负极；Z，W相连时，电流由W流向Z；X，Z相连时，Z极上产生大量气泡；W，Y相连时，W极发生氧化反应，据此判断四种金属的活动顺序是 [ ]★A．X＞Z＞W＞Y B．Z＞X＞Y＞W C．X＞Y＞Z＞W D．Y＞W＞Z＞X 26．a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池，若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d为正极；a、c相连时，a被腐蚀；b、d相连时，b极产生氢气．这四种金属的活动性顺序（由大到小）是 [ ] A．a＞b＞c＞d ★B．a＞c＞d＞b C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a 28. 以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是 [ ] A．锌片溶解了1mol时，铜片上析出2mol氢气 B．两极上溶解和析出的物质质量相等 C．锌片溶解了1g，铜片上析出1g氢气 ★D．锌片溶解了1mol，硫酸消耗了1mol30．白铁皮（镀锌铁）发生析氢腐蚀时，若有0.4mol电子发生转移，下列说法正确的是 [ ] A．有11.2g金属被氧化； ★B．有13g金属被氧化； ★C．产生的气体在标准状态下是4.48L； D．产生的气体在标准状态下是8.96L31．为防止轮船体的腐蚀，应在船壳水线以下位置嵌下一定数量的[ ]A．铜块 B．铅块 ★C．锌块 D．钠块32．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是[ ]A．加热 ★B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉二、填空题1．分析图，按下列要求写出有关的电极反应式或化学方程式 (1)此装置为______池，其中铁为______极．(2)炭棒上发生的电极反应式为______． (3)铁棒上发生的电极反应式为______．(4)溶液中发生反应的化学方程式为______．4．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑．试回答：(1)铁锅的锈蚀应属于________，腐蚀的原因是________；(2)铁锅锈蚀的电极反应式为：负极________，正极________．正负电极反应产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为________． 2．将______能转化为______的装置叫原电池．构成原电池的条件为______、______、______．以上三条缺一不可．______作负极，______（填得、失）电子，经外电路流向______极，再经______回到负极，构成闭合回路，电流的流动方向与电子的流动方向______．3．试根据氧化还原反应：2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2设计原电池，并给出装置图．指出电解质溶液是________，负极是________，电极反应式为________，正极是________，电极反应式为________．5．一般说来，根据一个氧化还原反应便可设计一个电池．例如某燃料电池的总反应是：CH4 + 2O2 +2HO—=CO32— + 3H2O，在此燃料电池中，向正极通入的物质是______ ；负极发生的反应是（写反应式）______；可选择的电解质溶液是______．8、航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。
氢-氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应的化学方程式均可表示为2H2+O2=2H2O酸式氢-氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为2H2-4e-=4H+，则其正极反应为________________；碱式氢-氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应为_______________ 10．近年我国首创以Al──空气──海水为能源的新型电池，以海水为电解液．靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流．其工作时电极总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3；请判断： （1）原电池的负极是______； （2）工作时原电池的两极反应：A．负极______；B．正极______； （3）工作时原电池正极附近pH______（增大，减小，不变）．11.有人将铂丝插入KOH溶液中做电极，又在两极片上分别通入甲烷和氧气，设计一种燃料电池，则通入甲烷的铂丝为______极，发生的电极反应为______．该电池放电反应的化学方程式为______．电池工作时，溶液的pH（填“变小”“不变”“变大”）______．12、铅蓄电池（原电池）的电极分别为PbO2和Pb，电解质溶液为稀硫酸溶液，工作时原电池的总反应是PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，根据上述变化，判断： （l）原电池的负极是______（填电极材料）； （2）工作时蓄电池正极反应为______； （3）工作时蓄电池里电解质溶液pH为______（选填增大，不变，变小）．13、取6根铁钉，6支干净的试管及其它材料，准备如下图,试管（1）放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触； 试管（2）的试管底放入硅胶（是一种干燥剂），再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和干燥空气接触． 试管（3）先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水（赶出原先溶液在蒸馏水中的空气）浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触． 试管（4）中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触． 试管（5）放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片． 试管（6）放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水浸没铁钉和铜丝． 把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况．其中______试管内的铁钉未被腐蚀．从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉腐蚀的条件是______29．铜片、锌片连接后漫入稀H2SO4中构成原电池，当导线上通过电子3.01×1022个，则锌失去电子________mol，锌片质量减少________g．铜片表面析出氢气________L． 14．根据下列发生的反应：①A+B2+→A2++B ②2A2++C2→2A3++2C- ③B+2A3+→B2++2A2+ （1）试判断A2+、B2+、A3+、C2氧化性的强弱．（2）判断A+A3+、A2++B2+能否反应，能反应的写出离子方程式．32【参考答案】(化学能；电能；活泼性不同的两种金属（或金属与非金属）、电解质溶液、导线联接；活泼金属；失；正；电解质溶液；相反)3【参考答案】(FeCl3 Cu Cu－2e-＝Cu2+ Pt(或石墨) 2Fe3+＋2e-＝2Fe2+ )4【参考答案】26(1)电化学腐蚀；铁锅材料为铁合金，其中铁和少量碳及NaCl残液构成原电池．(2)2Fe－4e-＝2Fe2+；2H2O＋O2＋4e--＝4OH-；Fe2+＋2OH-＝Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3，2Fe(OH)3＋(n－3)H2O＝Fe2O3·nH2O 5（O2；CH4 –8e + 10HO——=CO32—— + 7H2O；KOH溶液） 6【参考答案】（1）Fe-2e = 2Fe2+ （2）2H2O + O2 + 4e = 4OH- （3）Fe2++2OH- = Fe(OH)2↓（4）4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 7【参考答案】(负极：4Al-12e-=4Al3+ 正极：3O2+6H2O+12e-=12OH- ) 8【参考答案】 [解析]原电池正极发生还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH- ① 在酸性溶液中：4OH-+4H+=4H2O ② 故正极反应为（①+②）：O2+4H++4e-=2H2O 原电池负极发生氧化反应：2H2-4e-=4H+ ③ 在碱性溶液中：4H++4OH-=4H2O ④ 故负极反应为（③+④）：2H2+4OH--4e-=4H2O 9【参考答案】(2H2- 4e=4H+；O2+4e+4H+=2H2O) 10【参考答案】 (（1）Al， （2）Al-3e=Al3+；O2+2H2O+4e=4OH- （3）增大) 11【参考答案】 (负极，CH4+10OH-- 8e=CO32-+7H2O CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O；变小．)12【参考答案】(（1）Pb (2) PbO2+2e_ + 4H+ + SO42-- = PbSO4 + 2H2O （3）增大)14【参考答案】 (铁钉未被腐蚀的试管是：（2）（3）（5）；引起和促进铁钉被腐蚀的条件是：水、空气、电解质溶液，不活泼金属杂质的存在．)15【参考答案】(（1）C2＞A3+＞B2+＞A2+ （2）A+A3+能反应，离子方程式为A + 2A3+ = 3A2+ A2++B2+不能反应．)。