資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
原電池
【核心素養分析】
1.變化觀念與平衡思想：認識原電池反應的本質是自發的氧化還原反應；能多角度、動態地分析原電池中物質的變化及能量的轉換。
2.證據推理與模型認知：能利用典型的原電池裝置，分析原電池原理，建立解答原電池問題的思維模型，并利用模型揭示其本質及規律。
3.科學態度與社會責任：具有可持續發展意識和綠色化學觀念，能對與原電池有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷與分析。
【目標導航】
1．能分析、解釋原電池的工作原理，能設計簡單的原電池。
2．能列舉常見的化學電源，并能利用相關信息分析化學電源的工作原理。
【重難點精講】
一、原電池的工作原理
【實驗4-1】
實驗裝置
實驗原理 鋅片（負極）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反應）；銅片（正極）：Cu2++2e-=Cu（還原反應）；總反應：Cu2++Zn=Cu+Zn2+
實驗用品 ZnSO4溶液、CuSO4溶液；鋅片、銅片、大燒杯、導線、電流表、鹽橋。
實驗步驟 如圖4-1所示，將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個鹽橋連接起來，然后將鋅片和銅片用導線接起來，并在中間串聯一個電流表，觀察現象。取出鹽橋，觀察電流表的指針有何變化。
實驗現象 有鹽橋存在時，鋅片表面逐漸失去光澤，銅片上逐漸覆蓋一層光澤的亮紅色物質，電流計指針偏轉。沒有鹽橋時，電流計指針回零，鋅片和銅片上均無變化。
實驗結論 鹽橋中的電解質將兩個燒杯中的溶液連成一個通路，并使氧化反應和還原反應完全分開在兩個不同的區域進行，避免了電流損耗。
實驗說明 ①鹽橋通常是裝有飽和KCl瓊脂溶膠的U形管，溶液不致流出來，但離子則可以在其中自由移動。②單液鋅銅原電池實驗，除了上述現象外，溶液的溫度會略微升高，化學能轉化為電能和熱能。
【思考與討論】參考答案：圖4-1所示的鋅銅原電池工作時，電子由鋅片（負極）沿導線移向銅片（正極），陰離子在電解質溶液中移向鋅片（負極），陽離子移向銅片（正極）。
1.概念和反應本質
原電池是把化學能轉化為電能的裝置，其反應本質是自發進行的氧化還原反應。
2.構成條件
(1)一看反應：看是否有能自發進行的氧化還原反應發生(一般是活潑性強的金屬與電解質溶液反應)。
(2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。
(3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個條件：
①電解質溶液；
②兩電極直接或間接接觸；
③兩電極插入電解質溶液中。
3.工作原理
以鋅銅原電池為例
(1)反應原理
①電子移動方向：鋅失電子逐漸溶解變成Zn2＋進入溶液，電子從負極經導線流入正極。
②離子移動方向：陰離子向負極移動(如SO)，陽離子向正極移動(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正極上得電子形成氫氣在銅片上冒出)。
③電流方向：正極→導線→負極→電解質溶液→正極。
④兩極電極反應式
負極(鋅極)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反應)。
正極(銅極)：2H＋＋2e－===H2(還原反應)。
總反應：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)單液原電池和雙液原電池對比
比較項目 單液原電池 雙液原電池
相同點 正負極，電極反應，總反應式，電極現象
不同點 能量變化 化學能轉化為電能和熱能 化學能只轉化為電能
反應區域 兩極反應在相同區域 兩極反應在不同區域
(3)雙液原電池中鹽橋的組成和作用
①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。
②鹽橋中離子移向：鹽橋含飽和KCl（KNO3）溶液，K＋移向正極，Cl－（NO3－）移向負極
③鹽橋的作用：a.連接內電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產生電流。
4.原電池原理的應用
(1)比較金屬的活動性強弱：原電池中，負極一般是活動性較強的金屬，正極一般是活動性較弱的金屬(或非金屬)。
(2)加快化學反應速率：一個自發進行的氧化還原反應，形成原電池時會使反應速率增大。如在Zn與稀硫酸反應時加入少量CuSO4溶液構成原電池，反應速率增大。
【特別提醒】在理解形成原電池可加快反應速率時，要注意對產物量的理解，Zn與稀硫酸反應時加入少量CuSO4溶液，鋅足量時，不影響產生H2的物質的量，但稀硫酸足量時，產生H2的物質的量要減少。
(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。如要保護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。
(4)設計制作化學電源
①拆分反應：將氧化還原反應分成兩個半反應。
②選擇電極材料：將還原劑（一般為比較活潑的金屬）作負極，活潑性比負極弱的金屬或非金屬導體作正極。如果還原劑不是金屬而是其它還原性物質，可選擇惰性電極——石墨棒、鉑片作負極。
③構成閉合回路：電解質溶液一般要能夠與負極發生反應，或者電解質溶液中溶解的其他物質能與負極發生反應(如溶解于溶液中的空氣)。如果兩個半反應分別在兩個容器進行（中間連接鹽橋），則兩個容器中的電解質溶液應含有與電極材料相同的金屬的陽離子。
④畫裝置圖：結合要求及反應特點，畫出原電池裝置圖，標出電極材料名稱、正負極、電解質溶液等。
【思考與討論】參考答案：。
二、化學電源
1．化學電源的優點和優劣判斷標準
(1)相對其他能源，電池的優點是能量轉換效率較高，供能穩定可靠，形狀、大小可根據需要設計，使用方便等。
(2)判斷電池優劣的標準是電池單位質量或單位體積所能輸出的比能量或比功率及可儲存時間的長短。
2．日常生活中的幾種電池
(1)堿性鋅錳干電池——一次電池
正極反應：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；
負極反應：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
(2)銀鋅電池——一次電池
負極反應：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正極反應：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
總反應：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
(3)鋰電池——一次電池
Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應可表示為8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。
①負極材料為鋰，電極反應為8Li－8e－===8Li＋。
②正極的電極反應為3SOCl2＋8e－===2S＋SO＋6Cl－。
(4)二次電池(可充電電池)：放電后能充電復原繼續使用
鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是Pb，正極材料是PbO2。
①放電時的反應
a．負極反應：Pb＋SO－2e－===PbSO4；
b．正極反應：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；
c．總反應：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
②充電時的反應
a．陰極反應：PbSO4＋2e－===Pb＋SO；
b．陽極反應：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；
c．總反應：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。
注：可逆電池的充、放電不能理解為可逆反應。
③圖解二次電池的充放電
④二次電池的充放電規律
a.充電時電極的連接：充電的目的是使電池恢復其供電能力，因此負極應與電源的負極相連以獲得電子，可簡記為負接負后作陰極，正接正后作陽極。
b.工作時的電極反應式：同一電極上的電極反應式，在充電與放電時，形式上恰好是相反的；同一電極周圍的溶液，充電與放電時pH的變化趨勢也恰好相反。
⑤二次電池電極反應式的書寫方法
a.標：先標出原電池總反應式電子轉移的方向和數目，找出參與負極和正極反應的物質。
b.寫：寫出一個比較容易書寫的電極反應式(書寫時一定要注意電極產物是否與電解質溶液共存)
c.減：在電子守恒的基礎上，總反應式減去寫出的電極反應式即得另一電極反應式。
充電時的電極反應與放電時的電極反應過程相反，即：
充電時的陽極反應與放電時的正極反應相反；充電時的陰極反應與放電時的負極反應相反。
(5)“高效、環境友好”的燃料電池
【思考與討論】參考答案：
氫氣與氧氣反應由化學能轉化為電能的過程可以實現。一般用酸溶液或堿溶液作電解質溶液，以Pt作電極，負極室通入氫氣，正極室通入氧氣，用導線外接用電器形成閉合回路，即可實現化學能轉化為電能。以堿溶液為例，負H2-2e-+2OH-=2H2O,正極發生的電極反應：O2＋2H2O＋4e－===4OH－,總反應為2H2+O2=2H2O。
①氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。
種類 酸性 堿性
負極反應式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正極反應式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
電池總反應式 2H2＋O2===2H2O
備注 燃料電池的電極不參與反應，有很強的催化活性，起導電作用
②甲烷燃料電池
a.酸性介質(如H2SO4)或傳導質子（H＋）固體介質
總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
負極反應式：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。
正極反應式：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O。
b.堿性介質(如KOH)
總反應式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。
負極反應式：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。
正極反應式：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。
c.熔融鹽介質(如K2CO3)
總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
負極反應式：CH4－8e－＋4CO32-===5CO2＋2H2O。
正極反應式：2O2＋8e－＋4CO2===4CO32-。
d.用能傳導氧離子(O2-)的固體作介質
總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
負極反應式：CH4－8e－＋4O2-===CO2＋2H2O。
正極反應式：2O2＋8e－===4O2-。
③解答燃料電池題目的思維模型
④解答燃料電池題目的幾個關鍵點
a.要注意介質是什么？是電解質溶液還是熔融鹽或氧化物。
b.通入負極的物質為燃料，通入正極的物質為氧氣。
c.通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應。
3.化學電源中電極反應式書寫的一般方法
(1)明確兩極的反應物；
(2)明確直接產物：根據負極氧化、正極還原，明確兩極的直接產物；
(3)確定最終產物：根據介質環境和共存原則，找出參與的介質粒子，確定最終產物；
(4)配平：根據電荷守恒、原子守恒配平電極反應式。
注意：①H＋在堿性環境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性環境中結合H＋，生成H2O，在中性或堿性環境結合H2O，生成OH－；③若已知總反應式時，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。
【典題精練】
考點1、考查原電池的工作原理
例1.某鋅銅原電池裝置如圖，下列說法正確的是

A．電極發生還原反應
B．電池工作時，鹽橋中的會持續往右池移動
C．取出鹽橋，電流計的指針能繼續發生偏轉
D．電池總反應為
【解析】在原電池中，較活潑的金屬鋅作負極，失去電子，發生氧化反應，在外電路中，電子由負極移向正極，在電解質溶液中，陰離子向負極移動，反應的總反應方程式為。
【解析】A．由分析知，鋅作為負極，發生氧化反應，A錯誤；B．由分析知，鹽橋中的會持續往左池移動，B錯誤；C．取出鹽橋，不能形成閉合回路，無法形成原電池，電流計指針不能繼續發生偏轉，C錯誤；D．由分析知，電池總反應為，D正確；故選D。
【答案】D
【名師歸納】原電池的工作原理簡圖
注意：①若有鹽橋，鹽橋中的陰離子移向負極區，陽離子移向正極區。
②若有交換膜，離子可選擇性通過交換膜，如陽離子交換膜，陽離子可通過交換膜移向正極。
考點2、考查原電池正、負極的判斷
例2.性能各異的電池滿足了不同的用電需求。一種熱激活電池的基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為：。下列說法正確的是

A．硫酸鉛電極是電池的負極
B．放電過程中，向負極移動
C．正極反應式為：
D．常溫時，在正負極間接上檢流計，指針不偏轉
【解析】根據電池總反應可知Ca作負極發生氧化反應，電極反應式： ，PbSO4作正極，發生還原反應，電極反應式：；
【解析】A．根據電池總反應分析，硫酸鉛電極是電池的正極，故A錯誤；B．放電過程中，陽離子向正極移動，故B錯誤；C．PbSO4作正極，發生還原反應，電極反應式：，故C錯誤；D．常溫時，電解質不是熔融狀態，離子不能自由移動，不能產生電流，所以在正負極間接上檢流計，指針不偏轉，故D正確；答案選D。
【答案】D
【名師歸納】判斷原電池正、負極的5種方法
說明：原電池的正極和負極與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關，不要形成活潑電極一定作負極的思維定勢。
考點3、考查原電池原理的應用
例3.下列變化中與原電池原理無關的是
A．生鐵在潮濕的環境中易生銹
B．鍍鋅鐵表面有劃損時，仍能阻止鐵被氧化
C．鋁在空氣中表面形成氧化膜
D．鋅與稀硫酸反應制H2時，加入幾滴CuSO4溶液
【解析】A．生鐵在潮濕的環境中易生銹，是因為生鐵中碳等雜質與鐵、覆蓋生鐵表面的電解質薄膜形成原電池， A不符合；B．鍍鋅鐵表面有劃損時，鍍鋅鐵構成原電池，鐵作正極被保護，故仍能阻止鐵被氧化，B不符合；C．鋁在空氣中表面被氧化，是鋁與氧氣直接反應生成氧化鋁，與原電池無關， C符合；D．鐵與CuSO4反應生成的銅附著在鐵的表面，與稀硫酸共同構成原電池，能加快鐵與酸的反應， D不符合；答案選C。
【答案】C
【名師歸納】原電池原理的應用：
(1)比較金屬的活動性強弱：原電池中，負極一般是活動性較強的金屬，正極一般是活動性較弱的金屬(或非金屬)。
(2)加快化學反應速率：一個自發進行的氧化還原反應，形成原電池時會使反應速率增大。如在Zn與稀硫酸反應時加入少量CuSO4溶液構成原電池，反應速率增大。
(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。如要保護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。
(4)設計制作化學電源
考點4、考查可充電電池（二次電池）
例4.我國科學家成功研制出二次電池，在潮濕條件下的放電反應：，模擬裝置如圖所示(已知放電時，由負極向正極遷移)。下列說法正確的是
A．放電時，電子由鎂電極經電解質溶液流向石墨電極
B．放電時，正極的電極反應式為：
C．充電時，Mg電極接外電源的正極
D．充電時，每生成轉移的電子的物質的量為0.2mol
【解析】放電時，Mg做負極，石墨做正極，充電時，Mg連接外加電源負極，石墨連接外加電源的正極。
【解析】A．放電時，電子由鎂電極(負極)經導線流向石墨電極(正極)，不經過電解質溶液，故A錯誤；B．放電時，石墨作正極，電極反應式為，故B正確；C．充電時，Mg作陰極，連接電源的負極，故C錯誤；D．題目未給標準狀況，無法使用22.4L/mol計算氣體的物質的量，故D錯誤；故答案選B。
【答案】B
【名師歸納】可充電電池的思維模型
因此，充電時電極的連接可簡記為“負接負后作陰極，正接正后作陽極”。
考點5、考查新型電源（新型燃料電池）
例5.一種微生物-光電化學復合系統可高效實現固定并生成，其原理如圖所示。雙極隔膜可向兩極室分別提供和。
下列有關說法錯誤的是
A．a電極發生氧化反應
B．b電極的電極反應式為
C．該系統生成，雙極隔膜中有個發生解離
D．該系統是一種極具前景的太陽能-燃料直接轉換系統
【解析】由圖可知，b極二氧化碳發生還原反應得到甲烷，為正極；a極氫氧根離子失去電子發生氧化反應為負極；
【解析】A．由分析可知，a電極發生氧化反應，故A正確；B．b電極二氧化碳發生還原反應得到甲烷，電極反應式為，故B正確；C．該系統生成為1mol，則轉移電子8mol，根據電子守恒可知，雙極隔膜中有個發生解離，故C錯誤；D．該系統通過太陽能將二氧化碳轉化為甲烷，是一種極具前景的太陽能-燃料直接轉換系統，故D正確；故選C。
【答案】C
【名師歸納】雙極膜：由一張陽膜和一張陰膜復合制成的陰、陽復合膜。該膜的特點是在直流電的作陰、陽膜復合層間的H2O解離成H＋和OH－并分別通過陽膜和陰膜，作為H＋和OH－的離子源。用下，
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原電池
【核心素養分析】
1.變化觀念與平衡思想：認識原電池反應的本質是自發的氧化還原反應；能多角度、動態地分析原電池中物質的變化及能量的轉換。
2.證據推理與模型認知：能利用典型的原電池裝置，分析原電池原理，建立解答原電池問題的思維模型，并利用模型揭示其本質及規律。
3.科學態度與社會責任：具有可持續發展意識和綠色化學觀念，能對與原電池有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷與分析。
【目標導航】
1．能分析、解釋原電池的工作原理，能設計簡單的原電池。
2．能列舉常見的化學電源，并能利用相關信息分析化學電源的工作原理。
【重難點精講】
一、原電池的工作原理
【實驗4-1】
實驗裝置
實驗原理 鋅片（負極）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反應）；銅片（正極）：Cu2++2e-=Cu（還原反應）；總反應：Cu2++Zn=Cu+Zn2+
實驗用品 ZnSO4溶液、CuSO4溶液；鋅片、銅片、大燒杯、導線、電流表、鹽橋。
實驗步驟 如圖4-1所示，將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個鹽橋連接起來，然后將鋅片和銅片用導線接起來，并在中間串聯一個電流表，觀察現象。取出鹽橋，觀察電流表的指針有何變化。
實驗現象 有鹽橋存在時，鋅片表面逐漸失去光澤，銅片上逐漸覆蓋一層光澤的亮紅色物質，電流計指針偏轉。沒有鹽橋時，電流計指針回零，鋅片和銅片上均無變化。
實驗結論 鹽橋中的電解質將兩個燒杯中的溶液連成一個通路，并使氧化反應和還原反應完全分開在兩個不同的區域進行，避免了電流損耗。
實驗說明 ①鹽橋通常是裝有飽和KCl瓊脂溶膠的U形管，溶液不致流出來，但離子則可以在其中自由移動。②單液鋅銅原電池實驗，除了上述現象外，溶液的溫度會略微升高，化學能轉化為電能和熱能。
【思考與討論】參考答案：圖4-1所示的鋅銅原電池工作時，電子由鋅片（負極）沿導線移向銅片（正極），陰離子在電解質溶液中移向鋅片（負極），陽離子移向銅片（正極）。
1.概念和反應本質
原電池是把化學能轉化為電能的裝置，其反應本質是自發進行的氧化還原反應。
2.構成條件
(1)一看反應：看是否有能自發進行的氧化還原反應發生(一般是活潑性強的金屬與電解質溶液反應)。
(2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。
(3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個條件：
①電解質溶液；
②兩電極直接或間接接觸；
③兩電極插入電解質溶液中。
3.工作原理
以鋅銅原電池為例
(1)反應原理
①電子移動方向：鋅失電子逐漸溶解變成Zn2＋進入溶液，電子從負極經導線流入正極。
②離子移動方向：陰離子向負極移動(如SO)，陽離子向正極移動(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正極上得電子形成氫氣在銅片上冒出)。
③電流方向：正極→導線→負極→電解質溶液→正極。
④兩極電極反應式
負極(鋅極)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反應)。
正極(銅極)：2H＋＋2e－===H2(還原反應)。
總反應：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)單液原電池和雙液原電池對比
比較項目 單液原電池 雙液原電池
相同點 正負極，電極反應，總反應式，電極現象
不同點 能量變化 化學能轉化為電能和熱能 化學能只轉化為電能
反應區域 兩極反應在相同區域 兩極反應在不同區域
(3)雙液原電池中鹽橋的組成和作用
①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。
②鹽橋中離子移向：鹽橋含飽和KCl（KNO3）溶液，K＋移向正極，Cl－（NO3－）移向負極
③鹽橋的作用：a.連接內電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產生電流。
4.原電池原理的應用
(1)比較金屬的活動性強弱：原電池中，負極一般是活動性較強的金屬，正極一般是活動性較弱的金屬(或非金屬)。
(2)加快化學反應速率：一個自發進行的氧化還原反應，形成原電池時會使反應速率增大。如在Zn與稀硫酸反應時加入少量CuSO4溶液構成原電池，反應速率增大。
【特別提醒】在理解形成原電池可加快反應速率時，要注意對產物量的理解，Zn與稀硫酸反應時加入少量CuSO4溶液，鋅足量時，不影響產生H2的物質的量，但稀硫酸足量時，產生H2的物質的量要減少。
(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。如要保護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。
(4)設計制作化學電源
①拆分反應：將氧化還原反應分成兩個半反應。
②選擇電極材料：將還原劑（一般為比較活潑的金屬）作負極，活潑性比負極弱的金屬或非金屬導體作正極。如果還原劑不是金屬而是其它還原性物質，可選擇惰性電極——石墨棒、鉑片作負極。
③構成閉合回路：電解質溶液一般要能夠與負極發生反應，或者電解質溶液中溶解的其他物質能與負極發生反應(如溶解于溶液中的空氣)。如果兩個半反應分別在兩個容器進行（中間連接鹽橋），則兩個容器中的電解質溶液應含有與電極材料相同的金屬的陽離子。
④畫裝置圖：結合要求及反應特點，畫出原電池裝置圖，標出電極材料名稱、正負極、電解質溶液等。
【思考與討論】參考答案：。
二、化學電源
1．化學電源的優點和優劣判斷標準
(1)相對其他能源，電池的優點是能量轉換效率較高，供能穩定可靠，形狀、大小可根據需要設計，使用方便等。
(2)判斷電池優劣的標準是電池單位質量或單位體積所能輸出的比能量或比功率及可儲存時間的長短。
2．日常生活中的幾種電池
(1)堿性鋅錳干電池——一次電池
正極反應：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；
負極反應：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
(2)銀鋅電池——一次電池
負極反應：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正極反應：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
總反應：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
(3)鋰電池——一次電池
Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應可表示為8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。
①負極材料為鋰，電極反應為8Li－8e－===8Li＋。
②正極的電極反應為3SOCl2＋8e－===2S＋SO＋6Cl－。
(4)二次電池(可充電電池)：放電后能充電復原繼續使用
鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是Pb，正極材料是PbO2。
①放電時的反應
a．負極反應：Pb＋SO－2e－===PbSO4；
b．正極反應：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；
c．總反應：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
②充電時的反應
a．陰極反應：PbSO4＋2e－===Pb＋SO；
b．陽極反應：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；
c．總反應：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。
注：可逆電池的充、放電不能理解為可逆反應。
③圖解二次電池的充放電
④二次電池的充放電規律
a.充電時電極的連接：充電的目的是使電池恢復其供電能力，因此負極應與電源的負極相連以獲得電子，可簡記為負接負后作陰極，正接正后作陽極。
b.工作時的電極反應式：同一電極上的電極反應式，在充電與放電時，形式上恰好是相反的；同一電極周圍的溶液，充電與放電時pH的變化趨勢也恰好相反。
⑤二次電池電極反應式的書寫方法
a.標：先標出原電池總反應式電子轉移的方向和數目，找出參與負極和正極反應的物質。
b.寫：寫出一個比較容易書寫的電極反應式(書寫時一定要注意電極產物是否與電解質溶液共存)
c.減：在電子守恒的基礎上，總反應式減去寫出的電極反應式即得另一電極反應式。
充電時的電極反應與放電時的電極反應過程相反，即：
充電時的陽極反應與放電時的正極反應相反；充電時的陰極反應與放電時的負極反應相反。
(5)“高效、環境友好”的燃料電池
【思考與討論】參考答案：
氫氣與氧氣反應由化學能轉化為電能的過程可以實現。一般用酸溶液或堿溶液作電解質溶液，以Pt作電極，負極室通入氫氣，正極室通入氧氣，用導線外接用電器形成閉合回路，即可實現化學能轉化為電能。以堿溶液為例，負H2-2e-+2OH-=2H2O,正極發生的電極反應：O2＋2H2O＋4e－===4OH－,總反應為2H2+O2=2H2O。
①氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。
種類 酸性 堿性
負極反應式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正極反應式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
電池總反應式 2H2＋O2===2H2O
備注 燃料電池的電極不參與反應，有很強的催化活性，起導電作用
②甲烷燃料電池
a.酸性介質(如H2SO4)或傳導質子（H＋）固體介質
總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
負極反應式：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。
正極反應式：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O。
b.堿性介質(如KOH)
總反應式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。
負極反應式：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。
正極反應式：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。
c.熔融鹽介質(如K2CO3)
總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
負極反應式：CH4－8e－＋4CO32-===5CO2＋2H2O。
正極反應式：2O2＋8e－＋4CO2===4CO32-。
d.用能傳導氧離子(O2-)的固體作介質
總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
負極反應式：CH4－8e－＋4O2-===CO2＋2H2O。
正極反應式：2O2＋8e－===4O2-。
③解答燃料電池題目的思維模型
④解答燃料電池題目的幾個關鍵點
a.要注意介質是什么？是電解質溶液還是熔融鹽或氧化物。
b.通入負極的物質為燃料，通入正極的物質為氧氣。
c.通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應。
3.化學電源中電極反應式書寫的一般方法
(1)明確兩極的反應物；
(2)明確直接產物：根據負極氧化、正極還原，明確兩極的直接產物；
(3)確定最終產物：根據介質環境和共存原則，找出參與的介質粒子，確定最終產物；
(4)配平：根據電荷守恒、原子守恒配平電極反應式。
注意：①H＋在堿性環境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性環境中結合H＋，生成H2O，在中性或堿性環境結合H2O，生成OH－；③若已知總反應式時，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。
【典題精練】
考點1、考查原電池的工作原理
例1.某鋅銅原電池裝置如圖，下列說法正確的是

A．電極發生還原反應
B．電池工作時，鹽橋中的會持續往右池移動
C．取出鹽橋，電流計的指針能繼續發生偏轉
D．電池總反應為
考點2、考查原電池正、負極的判斷
例2.性能各異的電池滿足了不同的用電需求。一種熱激活電池的基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為：。下列說法正確的是

A．硫酸鉛電極是電池的負極
B．放電過程中，向負極移動
C．正極反應式為：
D．常溫時，在正負極間接上檢流計，指針不偏轉
考點3、考查原電池原理的應用
例3.下列變化中與原電池原理無關的是
A．生鐵在潮濕的環境中易生銹
B．鍍鋅鐵表面有劃損時，仍能阻止鐵被氧化
C．鋁在空氣中表面形成氧化膜
D．鋅與稀硫酸反應制H2時，加入幾滴CuSO4溶液
考點4、考查可充電電池（二次電池）
例4.我國科學家成功研制出二次電池，在潮濕條件下的放電反應：，模擬裝置如圖所示(已知放電時，由負極向正極遷移)。下列說法正確的是
A．放電時，電子由鎂電極經電解質溶液流向石墨電極
B．放電時，正極的電極反應式為：
C．充電時，Mg電極接外電源的正極
D．充電時，每生成轉移的電子的物質的量為0.2mol
考點5、考查新型電源（新型燃料電池）
例5.一種微生物-光電化學復合系統可高效實現固定并生成，其原理如圖所示。雙極隔膜可向兩極室分別提供和。
下列有關說法錯誤的是
A．a電極發生氧化反應
B．b電極的電極反應式為
C．該系統生成，雙極隔膜中有個發生解離
D．該系統是一種極具前景的太陽能-燃料直接轉換系統
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