1、原理与装置关系回顾简析原理与装置关系回顾简析原电池工作原理及应用原电池工作原理及应用原理与装置关系回顾简析原理与装置关系回顾简析 电池的极化作用 电池的极化作用锌铜原电池的缺陷锌铜原电池的缺陷原因主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把原因主要是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铜极跟稀硫酸逐渐隔开这这铜极跟稀硫酸逐渐隔开铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这这样就增加了电池的内阻，使样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通电流不能畅通这种作用称这种作用称电流不能畅通电流不能畅通。这种作用称这种作用称为极化作用。由为极化作用。由于于是是单单液电池液电池，因因而不可而不可于单于单，因因
2、能彻底将氧化反应与还原反应分开。氢离子依然可以在能彻底将氧化反应与还原反应分开。氢离子依然可以在片片锌锌片片上得到电子上得到电子U型管中装有含琼胶的型管中装有含琼胶的KCl饱和溶液饱和溶液U型管中装有含琼胶的型管中装有含琼胶的KCl饱和溶液饱和溶液(K、Cl-可在其内可在其内自由移动自由移动)。琼脂琼脂又名琼胶又名琼胶寒天粉等寒天粉等分子式分子式盐桥盐桥琼脂琼脂，又名琼胶又名琼胶，寒天粉等寒天粉等，分子式分子式为为(C12H18O9)ne-e-CuZ盐桥盐桥CuZnZnSo4溶液溶液CuSo4溶液溶液溶液溶液溶液溶液电解质溶液的作用电解质溶液的作用内电路离子导体内电路离子导体设计电池的基本设计
3、电池的基本思路思路设计电池的基本设计电池的基本思路思路将氧化反应和还原反应拆分将氧化反应和还原反应拆分选选择合适的电极材料择合适的电极材料选选择合适的电极材料择合适的电极材料用电解质溶液连通内电路用电解质溶液连通内电路用导线连通外电路用导线连通外电路1从盐桥使用重新认识氧化还原反应从盐桥使用重新认识氧化还原反应(化学反应化学反应)盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维定式盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维定式能使氧化反应与原反应在同的区域之间进行得能使氧化反应与原反应在同的区域之间进行得能使氧化反应与能使氧化反应与还还
4、原反应在原反应在不不同的区域之间进行得同的区域之间进行得以实现。为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的以实现。为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件条件也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础条件条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。普通氧化还原反应与原电池反应的联系与区别普通氧化还原反应与原电池反应的联系与区别普通氧化还原反应与原电池反应的联系与区别普通氧化还原反应与原电池反应的联系与区别2【例【例1】下列有关原电池的说法正确的是】下列有关原电池的说法正确的是()在在负负A在在原电池中，受到腐蚀
5、的一定是原电池中，受到腐蚀的一定是负负极极B在原电池中，只有锌才能做负极在原电池中，只有锌才能做负极C在原电池中，正极吸引电解质溶液中的阳离子在原电池中，正极吸引电解质溶液中的阳离子D在原电池中，负极发生还原反应在原电池中，负极发生还原反应【例【例2】如图电流计的指针会偏转，】如图电流计的指针会偏转，M极变粗，极变粗，N极变极变细符合这种情况的细符合这种情况的是是()细符合这种情况的细符合这种情况的是是()AM是铜，是铜，N是锌，是锌，R是硫酸溶液是硫酸溶液BM是锌是锌N是铜是铜R是硫酸铜溶液是硫酸铜溶液BM是锌是锌，N是铜是铜，R是硫酸铜溶液是硫酸铜溶液CM是银，是银，N是锌，是锌，R是硝酸
6、银溶液是硝酸银溶液DM是铁，是铁，N是铜，是铜，R是硝酸铜溶液是硝酸铜溶液【例【例3】剪约 长、宽的纯铜片、纯铝片各一片，分别用接线】剪约 长、宽的纯铜片、纯铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在块塑料板柱平行地固定在块塑料板上上(间隔间隔)将铜片和铝将铜片和铝柱平行地固定在柱平行地固定在一一块塑料板块塑料板上上(间隔间隔)，将铜片和铝将铜片和铝片分别和电流表的片分别和电流表的“”“”端相连接，电流表指针端相连接，电流表指针调到中间位置调到中间位置取两个取两个 的小烧杯的小烧杯在在一一个小烧杯中个小烧杯中调到中间位置调到中间位置，取两个取两个 的小烧杯的小烧杯，在个小烧杯中在个小烧杯中注入约 的
7、浓硝酸，在另一个小烧杯中注入 的烧碱溶液。试回答下列问题。注入约 的浓硝酸，在另一个小烧杯中注入 的烧碱溶液。试回答下列问题。两个电极同时插入烧碱溶液中，电流表指针偏向两个电极同时插入烧碱溶液中，电流表指针偏向(填填“铝铝”或或“铜铜”)极，铝片上的电极反应式极，铝片上的电极反应式为：为：。两个电极同时插入浓硝酸中，电流表指针偏向。两个电极同时插入浓硝酸中，电流表指针偏向(填填“铝铝”或或“铜铜”)极，此时铜是极，此时铜是(填填“正正”或或“负负”)极，铝片上的电极反应式为：极，铝片上的电极反应式为：。【例【例4】有一种锂电池，它是用金属锂和石墨作电极材料，】有一种锂电池，它是用金属锂和石墨作
8、电极材料，解质溶液由氯解质溶液由氯溶解溶解在在电电解质溶液解质溶液是是由由四四氯氯化铝锂化铝锂(LiAlCl4)溶解溶解在在亚硫酰氯亚硫酰氯(SOCl2)中形成的，电池总反应方程式为：中形成的，电池总反应方程式为：8Li3SOCl 6LiClLi SO 2S3SOCl26LiClLi2SO32S，下列有关叙述中，正确的是，下列有关叙述中，正确的是()A金属锂作电池的正极金属锂作电池的正极石墨作电池的负极石墨作电池的负极A金属锂作电池的正极金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极石墨作电池的负极B电池工作过程中，亚硫酰氯被还原为电池工作过程中，亚硫酰氯被还原为Li2SO3C电解质溶液中混入水电解质溶
9、液中混入水对电池反应无影响对电池反应无影响C电解质溶液中混入水电解质溶液中混入水，对电池反应无影响对电池反应无影响D电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比析出硫的物质的量之比为为41析出硫的物质的量之比析出硫的物质的量之比为为41 3【例【例5】LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分为极材料分为解液解液极材料分极材料分别别为为锂和碳，电锂和碳，电解液解液是是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：。电池的总反应可表示为：4Li2SOCl2 4LiClSSOSSO2。请回答下列问
10、题：。请回答下列问题：电池电池的负极材料为的负极材料为发生的电极反应为发生的电极反应为电池电池的负极材料为的负极材料为，发生的电极反应为发生的电极反应为；电池电池正极发生的电极反应为正极发生的电极反应为电池电池正极发生的电极反应为正极发生的电极反应为；【例【例5】SOCl2易挥发，实验室中常用易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收溶液吸收有有生成生成如把少水如把少水SOCl2，有有Na2SO3和和NaCl生成生成。如如果果把少把少量量水水滴到滴到SOCl2中，实验现象是中，实验现象是反应的化学方程式为反应的化学方程式为，反应的化学方程式为反应的化学方程式为；组装组装该电池必须在无水该电池必须在无
11、水、无氧的条件下进行无氧的条件下进行组装组装该电池必须在无水该电池必须在无水、无氧的条件下进行无氧的条件下进行，原因是，原因是。【例【例6】氢氧燃烧电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经】氢氧燃烧电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经冷作为的水冷作为的水其板其板如如冷冷凝后可凝后可作为作为航天员航天员的的饮用饮用水水，其其电电板板反应反应如如下：负极：下：负极：2H24OH-4e-4H2O 正极：正极：O22H2O4e-4OH-当得到当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为饮用水时，电池内转移的电子数约为()A1.8mol B3.6mol C100mol D200mol【例【例7】新型燃
12、料电池车用的燃料是装在特高压贮罐中的】新型燃料电池车用的燃料是装在特高压贮罐中的液氢液氢有关料的列法确的有关料的列法确的液氢液氢，有关有关燃燃料料电池电池的的下下列列说说法法正正确的确的是是()A该电池工作时，溶液中的该电池工作时，溶液中的OH-向正极移动向正极移动B电池工作时，外电路中电子由正极流向负极电池工作时，外电路中电子由正极流向负极C该电池进空气的极为电池的负极，电极反应该电池进空气的极为电池的负极，电极反应为为为为：D燃料电池能量利用率比氢气直接燃烧高燃料电池能量利用率比氢气直接燃烧高222H OO4e4OH4【例【例8】下图为氢氧燃料电池的结构图，电解质溶液为氢】下图为氢氧燃料电
13、池的结构图，电解质溶液为氢氧钾溶液氧钾溶液惰电极材料由多碳制成惰电极材料由多碳制成氧氧氧氧化化钾溶液钾溶液，惰惰性性电极材料由多电极材料由多孔孔碳制成碳制成。当。当氧氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时电池时便可在闭合回路中不断地产生电流便可在闭合回路中不断地产生电流试试电池时电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流便可在闭合回路中不断地产生电流。试试回答下列问题：回答下列问题：【例【例8】指出图中通过负载的电流方向】指出图中通过负载的电流方向(填填“向左向左”或或向向“向向右右”)。写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应。写出氢氧燃
14、料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式方程式方程式方程式。正极。正极。负极负极负极负极。总反应。总反应。【例【例8】若要氢氧燃料电池提供较大的功率，关键是氢燃料】若要氢氧燃料电池提供较大的功率，关键是氢燃料的制备的制备有种氢氧料电池利醇有种氢氧料电池利醇然然的制备的制备，有有一一种氢氧种氢氧燃燃料电池料电池可可利利用甲用甲醇醇、天、天然然气等物质为原料，通过多孔铂电极使燃料离子化。气等物质为原料，通过多孔铂电极使燃料离子化。试写出试写出CH 和和H O反应生成反应生成H 和和CO的的化学方程式化学方程式试写出试写出CH4和和H2O反应生成反应生成H2和和CO的的化学方程式化学方程式:。写出写
15、出CO和和H O反应生成反应生成H 的的化学方程式化学方程式:写出写出CO和和H2O反应生成反应生成H2的的化学方程式化学方程式:。【例【例9】可用于电动汽车的铝】可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以空气燃料电池，通常以NaCl溶液或溶液或溶液为解液溶液为解液金为负极金为负极空空溶液或溶液或NaOH溶液为溶液为电电解液解液，铝合，铝合金为负极金为负极，空空气电极为正极。下列说法正确的是气电极为正极。下列说法正确的是()A以以N Cl溶液或溶液或N OH溶液为电解液时溶液为电解液时正极反正极反A以以NaCl溶液或溶液或NaOH溶液为电解液时溶液为电解液时，正极反正极反应都为应都为:O22H2
16、O4e-4OH-B以以NaOH溶液为电解液时溶液为电解液时负极反应负极反应为为:AlB以以NaOH溶液为电解液时溶液为电解液时，负极反应负极反应为为:Al3OH-3eAl(OH)3C以以NaOH溶液为电解液时溶液为电解液时电池在工作过程中电池在工作过程中C以以NaOH溶液为电解液时溶液为电解液时，电池在工作过程中电池在工作过程中电解液的电解液的pH保持不变保持不变D电池工作时电池工作时电子通过外电路从正极流向负极电子通过外电路从正极流向负极D电池工作时电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极电子通过外电路从正极流向负极5【例【例10】熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重】熔融盐燃料电池具
17、有高的发电效率，因而受到重的盐物作的盐物作视，可用视，可用Li2CO3和和Na2CO3的的熔融熔融盐盐混和混和物作物作电解质，电解质，CO为阳极燃气，空气与为阳极燃气，空气与CO2的混和气为阴的混和气为阴极燃气极燃气制得在制得在650下下工作的燃料电池工作的燃料电池完成完成极燃气极燃气，制得在制得在650下下工作的燃料电池工作的燃料电池，完成完成有关的电池反应式：有关的电池反应式：负极负极反应式反应式：2CO2CO24CO 4e负极负极反应式反应式：2CO2CO34CO24e正极反应式：正极反应式：总电池总电池反应反应：总电池总电池反应反应：【例【例11】某燃料电池以熔融的】某燃料电池以熔融的
18、K2CO3为电解质，以丁烷为燃为电解质，以丁烷为燃料料空气为氧剂空气为氧剂有催作导电能有催作导电能料料，以，以空气为氧空气为氧化化剂剂，以具，以具有催有催化化作作用和用和导电导电性性能能的稀土金属材料为电极。下列叙述错误的是的稀土金属材料为电极。下列叙述错误的是()A该燃料电池的化学反应方程式该燃料电池的化学反应方程式为为A该燃料电池的化学反应方程式该燃料电池的化学反应方程式为为:料电池的负极应式料电池的负极应式为为4102222C H+13O8CO+10H OB该燃该燃料电池的负极料电池的负极反反应式应式为为:2-4103222C H+26CO-52e34CO+10H OC该燃料电池的正极反
19、应式为该燃料电池的正极反应式为:-2-22326CO+13O+52e=26COD向正极通入气体成分主要为向正极通入气体成分主要为N2和和O2【例【例12】肼】肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭料箭料在在时时在氧中完全在氧中完全箭箭燃燃料料。已知。已知在在101kPa时时，32.0gN2H4在氧在氧气气中完全中完全燃烧生成氮气，放出热量燃烧生成氮气，放出热量624kJ(25时时)，N2H4完全燃烧完全燃烧反应的热化学方程式反应的热化学方程式是是反应的热化学方程式反应的热化学方程式是是 _ _。肼肼空气燃料电池是空气燃料电池是一一种碱性燃料
20、电池种碱性燃料电池电解质溶液电解质溶液肼肼空气燃料电池是种碱性燃料电池空气燃料电池是种碱性燃料电池，电解质溶液电解质溶液是是20%30%的的KOH溶液。肼溶液。肼空气燃料电池放电时空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是正极的电极反应式是。负极的电极反应式是负极的电极反应式是。【例【例12】下图是一个电化学过程示意图。锌片上发生的电极反应是】下图是一个电化学过程示意图。锌片上发生的电极反应是；假设使用肼假设使用肼空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化量变化128g，则肼则肼一一空气燃料电池理论空气燃料电池理论上上消耗标准状消耗标准状况况下的下的量变化量变化g，则肼空气燃料电池理论消耗标准状下的则肼空气燃料电池理论消耗标准状下的空气空气L(假设空气中氧气体积含量为假设空气中氧气体积含量为20%)传统制备肼的方法传统制备肼的方法，是以是以NaClO氧氧化化NH3，制得肼的制得肼的稀稀溶液。溶液。，氧氧3，稀稀该反应的离子方程式是：该反应的离子方程式是：_。6
