課題1電池探秘1.理解電池的工作原理和構成條件。2.了解生活中常用電池的種類、性能，知道根據需要合理選擇電池。3.認識常用電池中發生的氧化還原反應。一、電池是怎樣工作的1.原電池的定義及構成_______________化學能轉化為電能_______電解質_________閉合回路2.原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例)

(1)工作原理。電極名稱電子流向離子流向電極反應電池反應負極(鋅極)正極(銅極)失電子的一極；發生氧化反應的一極。得電子的一極；發生還原反應的一極。陰離子→負極，陽離子→正極負極外線路正極負極(鋅極)正極(銅極)Zn-2e-====Zn2+2H++2e-====H2↑Zn+2H+====Zn2++H2↑(2)實質。原電池產生電流的實質，是發生了_____________。電子由_____流向_____產生電流。氧化還原反應負極正極3.實際應用紐扣電池及工作原理____KOH___Zn____HgO二、認識幾種電池1.幾種電池的比較鋅筒碳棒MnO2鋅筒下降鉛PbO2Pb和PbO2密度強短H2O22H2+O2====2H2O燃料和氧化劑高2.廢舊電池污染的治理(1)廢舊電池必須回收。(2)開發使用無污染或污染小的新型電池，如_______電池。太陽能1.原電池正、負極的判斷方法負極活潑金屬氧化反應電子流出不斷溶解正極較不活潑金屬或非金屬還原反應電子流入放出氣體或電極增重2.原電池原理的應用(1)加快化學反應速率。理論上，氧化還原反應均可設計成原電池，因有電流產生，加快了電子的轉移，從而加快了化學反應速率，如：實驗室利用Zn與稀硫酸反應制取H2時，稀硫酸中滴入幾滴CuSO4溶液，置換出的單質銅與鋅形成原電池從而加快了H2的逸出。(2)比較金屬的活潑性。根據溶解(或質量減輕)的為負極，質量增加(或產生氣泡)的為正極，結合負極活潑性＞正極活潑性，便可作出結論。(3)用于金屬的防護。使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵制的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可將其與鋅塊相連接，使鋅作原電池的負極。

3.設計原電池——“一拆、二選”(1)一拆：首先將已知氧化還原反應拆分為兩個半反應。(2)二選：①電極材料的選擇：在原電池中，選擇還原性較強的物質作為負極；活動性較弱的金屬或能導電的非金屬物質作為正極。原電池中的負極必須能夠與電解質溶液反應。②電解質溶液的選擇。電解質溶液中一般要有能夠與負極發生反應的物質。但如果兩個半反應分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質溶液應選擇與電極材料相同的陽離子。如在銅鋅構成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的溶液中。

原電池的構成及工作原理【典例1】(2012·無錫模擬)根據氧化還原反應：

2Ag＋(aq)＋Cu(s)====Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如圖所示，(鹽橋中為瓊脂飽和KNO3,能使離子通過)。請回答下列問題：(1)電極X的材料是__________；電解質溶液Y是________。(2)銀電極為電池的________極，寫出兩電極的電極反應式：銀電極：_________；X電極：__________。(3)外電路中的電子是從_________電極流向_______電極。(4)鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是_______(填序號)。A.K+B.NO3-C.Ag+D.SO42-【思路點撥】解題關鍵點有以下兩點：(1)將總反應拆成兩個半反應。(2)分析電極材料X和溶液Y應該是什么?！窘馕觥?1)根據硫酸銅可知X為銅，根據銀可知Y為硝酸銀；(2)銅比銀活潑，所以銅失電子作負極，銀得電子作正極；(3)電子從負極經過外線路流向正極；(4)溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。答案：(1)銅AgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－====AgCu－2e－====Cu2＋(3)銅(X)Ag(4)B【延伸探究】(1)沒有了鹽橋原電池還能不能工作？提示：沒有了鹽橋，不能形成閉合回路，原電池不能再工作。(2)電路中通過0.2mol電子時，正負極的質量各有什么變化？提示：正極Ag+得電子析出Ag，0.2mol電子析出0.2molAg，增重21.6g，負極銅溶解，0.2mol電子溶解0.1molCu，銅電極消耗6.4g。

【方法技巧】確定原電池負極的常用方法(1)根據電極材料：活潑性相對較強的金屬為負極(例外：Mg-Al-NaOH溶液構成的原電池中，Al為負極等)。(2)根據電子流向：電子流出的一極。(3)根據電流流向：電流流入的一極。(4)根據離子的移動方向：陰離子移向的一極。(5)根據反應類型：發生氧化反應的一極。(6)根據反應現象：電極不斷溶解或質量不斷減小的一極(例外：燃料電池等)?！咀兪接柧殹筷P于如圖所示的原電池，下列說法正確的是

()

A.電子從鋅電極通過電流表流向銅電極B.鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C.鋅電極發生還原反應，銅電極發生氧化反應D.銅電極上發生的電極反應是2H＋＋2e-====H2↑【解析】選A。由原電池裝置圖可知，負極為Zn，發生反應：Zn－2e－====Zn2＋；正極為Cu，發生反應：Cu2＋＋2e－====Cu。鹽橋中的陰離子向ZnSO4溶液中遷移，陽離子向CuSO4溶液中遷移。所以正確答案為A。

【變式備選】如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關于該裝置的下列說法正確的是()

A.外電路的電流方向為：X→外電路→YB.若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC.X極上發生的是還原反應，Y極上發生的是氧化反應D.若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y【解析】選D。外電路的電子流向為X→外電路→Y，電流方向與其相反。X極失電子，作負極，Y極上發生的是還原反應，X極上發生的是氧化反應。若兩電極分別為Fe和碳棒，則Y為碳棒，X為Fe。

常見原電池及應用【典例2】氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩定，請回答：(1)氫氧燃料電池的能量轉化的主要形式是____________，在導線中電子流動方向為_______________(用a、b表示)。(2)如果電解質溶液為KOH溶液，則負極反應式為_______________________________________________________。(3)電極表面鍍鉑粉的原因是_________________________________________________________________________。

(4)該電池工作時，H2和O2由外部連續供給，電池可連續不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：Ⅰ.2Li+H22LiHⅡ.LiH+H2O====LiOH+H2↑反應Ⅰ中的還原劑是_______，反應Ⅱ中的氧化劑是____?！?===【思路點撥】解答本題需要注意以下兩點：(1)電解質溶液的酸堿性影響電極反應式的書寫。(2)判斷氧化劑、還原劑應關注化合價變化?！窘馕觥?1)原電池的工作原理是將化學能轉化成電能。由于燃料電池的電池反應式就是它燃燒的化學方程式，所以該燃料電池的電池反應式為：2H2+O2====2H2O，其中氫元素從零價升至+1價，失去電子，即電子從a流向b。(2)負極為失去電子的一極，即H2失電子生成H+，當電解質溶液為KOH溶液時，由于溶液是堿性的，故電極反應式左右應各加上OH-；正極為得電子的一極，O2獲得電子生成OH-。

(3)鉑粉吸附氣體的能力強，可增大電極單位面積吸附的H2、O2的分子數，加快電極反應速率。(4)Ⅰ.Li從零價升至+1價，做還原劑。Ⅱ.H2O中的氫從+1價降至H2中的零價，做氧化劑。答案：(1)由化學能轉化為電能 由a到b(2)2H2+4OH--4e-====4H2O(或H2+2OH--2e-====2H2O)(3)增大電極單位面積吸附的H2、O2的分子數，加快電極反應速率(4)LiH2O

【警示鐘】書寫電極反應時易出錯的幾點(1)兩極得失電子數目相等；(2)電極反應式常用“====”不用“

”表示；(3)電極反應式中若有氣體生成，需加“↑”；而弱電解質或難溶物均以分子式表示，其余以離子符號表示；(4)寫電極反應式時要保證電荷守恒、元素守恒，可在電極反應式一端根據需要添加H＋或OH－或H2