1、原電池的工作原理原電池的工作原理1 將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池，它的原理是將氧化還原反應中還原劑失去的電子經(jīng)過導線傳給氧化劑，使氧化還原反應分別在兩極上進行。2 原電池的形成條件：(如下圖所示)(1) 活潑性不同的電極材料(2)電解質(zhì)溶液(3)構(gòu)成閉合電路(用導線連接或直接接觸)(4)自發(fā)進行的氧化還原反應I:U沿"殂G理仆電說產(chǎn)生丿陽離辛EMfZu 2r £吆特別提醒：構(gòu)成原電池的四個條件是相互聯(lián)系的，電極不一定參加反應，電極 材料不一定都是金屬，但應為導體，電解質(zhì)溶液應合理的選取3判斷原電池正負極常用的方法負極：一般為較活潑金屬，發(fā)生氧化反應；是電子流出的一極，

2、電流流入的一極；或陰離子定向移動極；往往表現(xiàn)溶解正極：一般為較不活潑金屬，能導電的非金屬；發(fā)生還原反應；電子流入一極，電流流出一極；或陽離子定向移向極；往往表現(xiàn)為有氣泡冒出或固體析出。4 原電池電極反應式書寫技巧(1) 根據(jù)給出的化學方程式或題意，確定原電池的正、負極，弄清正、負極上發(fā)生反應的具體物質(zhì)(2) 弱電解質(zhì)、氣體、難溶物均用化學式表示，其余以離子符號表示，寫電極 反應式時，要遵循質(zhì)量守恒、元素守恒定律及正負極得失電子數(shù)相等的規(guī) 律，一般用“=”而不用(3) 注意電解質(zhì)溶液對正、負極反應產(chǎn)物的影響，正、負極產(chǎn)物可根據(jù)題意或 化學方程式加以確定(4) 正負電極反應式相加得到原電池的總反應

3、式，通常用總反應式減去較易寫 的電極反應式，從而得到較難寫的電極反應式。5.原電池原理的應用(1) 設計原電池(這是近幾年高考的命題熱點)(2) 加快了化學反應速率：形成原電池后，氧化還原反應分別在兩極進行，使 反應速率增大，例如：實驗室用粗鋅與稀硫酸反應制取氫氣；在鋅與稀硫酸 反應時加入少量的CuS04溶液，能使產(chǎn)生H2的速率加快(3) 進行金屬活動性強弱的比較(4) 電化學保護法：即金屬作為原電池的正極而受到保護，如在鐵器表面鍍鋅六、化學電源1各類電池(1) 干電池(屬于一次電池) 結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿 MnO2的石墨、溶有NH4CI的糊狀物。 電極反應 負極：Zn-2e -=Zn 2+正極：

4、2NH 4+2e-=2NH 3+H 2(2) 鉛蓄電池(屬于二次電池、可充電電池) 結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PbO2的鉛板、稀H2SO4。A.放電反應 負極：Pb-2e -+ SO42- = PbSO 4 正極：PbO2 +2e -+4H + SO 42- = PbSO 4 + 2H 20B.充電反應 陰極：PbSO 4 +2e -= Pb+ SO 42-陽極：PbSO4 -2e - + 2H2O = PbO 2 +4H+ + SO 42-總式：Pb + PbO 2 + 2H 2SOf=放電一2PbSO4 + 2H 2O充電（3）鋰電池 結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。 電極反應負極：2Li-2e -

5、 = 2Li + 正極：I2 +2e - = 2I -總式：2Li+ I2 = 2LiI（4 ）鋁、空氣燃料電池 以鋁一空氣一海水電池為能源的新型海水標志燈已研 制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷 氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。電極反應：鋁是負極4AI-12e -= 4AI 3+ ；石墨是正極 3O2+6H 2O+12e -=12OH -2. 燃料電池正極反應式的書寫因為燃料電池，正極都是氧化劑氧氣得到電子的還原反應，現(xiàn)將與電解質(zhì)有關的五種情況歸納如下。電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)溶液（如稀硫酸）正極反應式為O2 + 4H + +4e-=2H2O。電解質(zhì)為中性或堿性電解質(zhì)溶液（

6、如氯化鈉溶液或氫氧化鈉溶液）正極反應式為 O2 + 2H2O+4e-=4OH -。電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽（如 LiCO3和Na2CO3熔融鹽混和物）在熔融的碳酸鹽環(huán)境中，正極反應式為 O2 + 2CO2+4e-=2CO 32-。電解質(zhì)為固體電解質(zhì)（如固體氧化鋯一氧化釔）該固體電解質(zhì)在高溫下可允許 O2-離子在其間通過，故其正極反應式應為O2+ 4e-=2O 2-。綜上所述，在書寫正極反應式時，要特別注意所給電解質(zhì)的狀態(tài)和電解質(zhì)溶液的酸堿性。3. 常見燃料電池電極反應式的書寫（1）氫氧燃料電池氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨做電極材料，負極通入 H2, 正極通入02,總反應為：2H2

7、+ O 2 = 2H 20電極反應特別要注意電解 質(zhì)，有下列三種情況：a. 電解質(zhì)是K0H溶液（堿性電解質(zhì)）負極：H2 -2e- + 20H = 2H 20正極：02 + H 20 + 4e - = 0Hb. 電解質(zhì)是H2S04溶液（酸性電解質(zhì)）負極：H2 -2e- = 2H +正極：02 + 4H + + 4e - = 2H 20c. 電解質(zhì)是NaCI溶液（中性電解質(zhì)）負極：H2 -2e- = 2H +（氧化反應） 正極：02 + H 20 + 4e - = 40H說明:1、堿性溶液反應物、生成物中均無 H+ 2、.水溶液中不能出現(xiàn)02-3、中性溶液反應物中無H+和0H- 4、酸性溶液反應物

8、、生成物中均 無0H-（2）甲醇燃料電池a. 堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液K0H溶液）正極：302 + 12e - + 6H 20= 120H -負極：2CH3OH -12e- + 160H = 2C0 32- +12H 20總反應方程式 2CH 30H + 30 2 + 4K0H = 2K 2CO3 + 6H 20b. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）（注：乙醇燃料電池與甲醇正極：30 2 + 12e- + 12H + = 6H 20負極：2CH3OH -2e- +2H 2O=12H +2CO 2燃料電池原理基本相同）總反應式 2CH3OH + 3O 2 = 2CO 2 + 4H

9、 2O（3）CO燃料電池 （總反應方程式均為：2CO + O2 = 2CO2）a. 熔融鹽（鉑為兩極、Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣）正極： O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32- 負極：2CO + 2CO32- -4e-= 4CO2b. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極：O2 + 4e - + 4H + = 2H 2O 負極：2CO -4e- + 2H 2O = 2 CO2 +4H + 肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： O2 + 2H 2O + 4e - = 4OH 負極： N 2H4 +

10、4OH - 4e -= =N 2 + 4H 2O總反應方程式 N2H4 + O 2= N 2 + 2H 2O（5）甲烷燃料電池a 堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極：2O2 + 2H 2O + 8e - = 8 OH 負極：CH4 + 10OH - 8e -= =CO 32- + 7H 2O總反應方程式 CH 4 + 2KOH+ 2O 2 = K 2CO3 + 3H 2Ob.酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極：202 + 8e - + 8H + = 4H 20 負極：CH4 - 8e - + 2H 20 = 8H+ + C0 2總反應方程式 CH4 + 20 2 = C

11、O 2 + 2H 20（6）丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入02和C02、負極通入丙烷、電解液有三 種）a. 電解質(zhì)是熔融碳酸鹽（K2C03或Na2C03）總反應方程式 C3H8 + 50 2 =3C0 2 +4H 20正極：50 2 + 20e - + 10C0 2 = 10C0 32-負極：C3H8 - 20e -+ 10C0 32- =3C0 2 + 4H 20b. 酸性電解質(zhì) （電解液H2S04溶液）總反應方程式 C3H8 + 50 2 = 3C0 2 + 4H 20正極：502 + 20e - + 26H + = 10H 20 負極：C3H8 - 20e - + 6H 20 = 3C

12、02 +20 H +c. 堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液K0H溶液）正極：502+ 20e - + 10H 20 = 200H 負極：C3H8 - 20e -+ 26 0H = 3C0 32- + 17H 20總反應方程式 C3H8 + 50 2 +6K0H = 3K 2C03 + 7H 20（7）乙烷燃料電池 （鉑為兩極、電解液K0H溶液）正極：702+ 28e - + 14H 20 = 28OH 負極：2C2H6 - 28e -+ 36 0H = =4C0 32- + 24H 20總反應方程式 2C2H6 + 70 2 + 8K0H = 4K 2CO3 + 10H 20七、電解原理及規(guī)律1.

13、 電極的判斷與電極上的反應。（1）陽極：與電源正極相連的電極，是發(fā)生 氧化反應；若惰性材料（石墨、Pt、Au ）作陽極，失電子的是溶液中的陰離子；若為活性金屬電極（ Pt、 Au除外），失電子的是電極本身，表現(xiàn)為金屬溶解。（2）陰極：是與電源負極相連的電極，電極本身不參與反應；溶液 中的陽離 子在陰極上得電子，發(fā)生還原反應。2. 電流或電子的流向：電解池中電子由電源負極流向陰極，被向陰極移動的某 種陽離子獲得，而向陽極移動的某種陰離子或陽極本身在陽極上失電子，電 子流向電源正極。3. 離子的放電順序：主要取決于離子本身的性質(zhì)，也與溶液濃度、溫度、電極 材料等有關。（1）陰極（得電子能力）：Ag

14、+>Fe 3+>Cu 2+>H+>Pb 2+>S n2+>Fe2+>Z n2+> （H+） AI3+>Mg 2+>Na+>Ca2+> K +，但應注意，電鍍時通過控制條件 （如離子濃度等），F(xiàn)e2+和Zn2+可先于H +放電。（2） 陽極（失電子能力）：若陽極材料為活性電極（Pt、Au除外），則電極 本身失去電子，而溶液中的陰離子不參與電極反應；若陽極材料為惰性電極，則有 S2 - >1 - >Br - >CI - >OH ->含氧酸根離子及F-等。4 .酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律（惰性電極）電根廈應將直賓例電解對靈電解處 缺度pH電解監(jiān)瀋液水英陰：2H* 4- 2©' =- Hzf 陽；2QH' - 2HZQ +NaOH水增大增大水hlso4水水*不費水分解 電鮮電解噴電屆出的陰、閉離孑分曲肛兩HCI氫化氫質(zhì)型CuCl；.生堿 型PStS J電解區(qū)陰霸子的電NaCl電解戲和水主成新電聲前增夭胡扱:電琳儘陽鶴子敲電陰極：生釀CuSO電解蘭和生成新5.原電池、電解池、電鍍池的判斷(1