高考化学大一轮复习专题7化学反应与能量变化第二单元原电池化学电源学案

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比较金属活动性顺序的思维模型

(1)思路归纳

依据原理，判断正、负极，比较活动性。 (2)方法归纳

①根据原电池：一般情况下，负极大于正极。

②根据电解池：易得电子的金属阳离子，相应金属的活动性较弱。 ③根据金属活动性顺序表。 应用二 设计原电池，画出装置图

11．请运用原电池原理设计实验，验证Cu、Fe氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极：________________________________________________________________________， 正极：________________________________________________________________________， 并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。 答案 Cu－2e===Cu 2Fe＋2e===2Fe

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2＋

3＋

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2＋2＋

3＋

“装置图”常见失分点提示

(1)不注明电极材料名称或元素符号。 (2)不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 (3)误把盐桥画成导线。 (4)不能连成闭合回路。

提醒 只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池将化学能转化成电能。

微专题10 学考第17题——突破新型化学电源

1．碱性锌锰电池——一次电池

电池组成：锌、碳棒、二氧化锰、氢氧化钾 特点：用途广泛

正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e===2MnOOH＋2OH；

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负极反应：Zn＋2OH－2e===Zn(OH)2； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 2．银锌钮扣电池——一次电池 电池组成：锌、氧化银、氢氧化钾溶液 特点：放电平稳，电流大

负极反应：Zn＋2OH－2e===Zn(OH)2； 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e===2Ag＋2OH； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 3．铅蓄电池——二次电池 电池组成：铅、二氧化铅、硫酸 特点：广泛用于机动车辆

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。 (1)放电时的反应

①负极反应：Pb＋SO4－2e===PbSO4；

②正极反应：PbO2＋4H＋SO4＋2e===PbSO4＋2H2O。 (2)充电时的反应

①阴极反应：PbSO4＋2e===Pb＋SO4；

②阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e===PbO2＋4H＋SO4； 放电

总反应：PbO2＋Pb＋2H2SO4充电2PbSO4＋2H2O。 4．镍氢电池——二次电池

电池组成：贮氢合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液 特点：寿命长，性能好，比能量高 (1)放电时的反应

负极反应：MH－e＋OH===M＋H2O

正极反应：NiO(OH)＋e＋H2O===Ni(OH)2＋OH (2)充电时的反应

阴极反应：M＋H2O＋e===MH＋OH

阳极反应：Ni(OH)2＋OH－e===NiO(OH)＋H2O 放电

总反应：NiO(OH)＋MH充电Ni(OH)2＋M 说明 (1)MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢。 (2)可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。 5．氢氧燃料电池

电池组成：铂碳/氢气、铂碳/氧气，氢氧化钾溶液(或H2SO4溶液)

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特点：用于航天飞机、牵引车等

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。

种类 负极反应式 正极反应式 电池总反应式 酸性 2H2－4e===4H O2＋4e＋4H===2H2O －＋－＋碱性 2H2＋4OH－4e===4H2O O2＋2H2O＋4e===4OH －－－－2H2＋O2===2H2O

1．(2017·浙江11月选考，17)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是、

( )

A．金属M作电池负极 B．电解质是熔融的MO

C．正极的电极反应O2＋4e＋2H2O===4OH D．电池反应2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2 答案 B

解析 金属(M)-空气电池中M失电子作负极，故A正确；根据传递M和OH，可知电解质是熔融的M(OH)2，故B错误；空气得电子作正极，电极反应为O2＋4e＋2H2O===4OH，故C正确；电池总反应为2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2，故D正确。

2．(2017·浙江4月选考，17)银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是( )

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2＋

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A．Zn电极是负极 B．Ag2O电极发生还原反应

C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e＋2OH===Zn(OH)2

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D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 答案 D

解析 反应中锌失去电子，Zn电极是负极，A正确；Ag2O得到电子，发生还原反应，B正确；电解质溶液显碱性，Zn电极的电极反应式：Zn－2e＋2OH===Zn(OH)2，C正确；根据方程式可知消耗水，且产生氢氧化锌，氢氧根浓度增大，放电前后电解质溶液的pH升高，D错误。

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1．以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。 (1)酸性介质(如H2SO4)

负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应式：_____________________________________________________________________。 答案 CH4－8e＋2H2O===CO2＋8H 2O2＋8e＋8H===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O (2)碱性介质(如KOH)

负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应式：_____________________________________________________________________。 答案 CH4－8e＋10OH===CO3＋7H2O 2O2＋8e＋4H2O===8OH CH4＋2O2＋2OH===CO3＋3H2O (3)固体电解质(高温下能传导O)

负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应式：_____________________________________________________________________。 答案 CH4－8e＋4O===CO2＋2H2O 2O2＋8e===4O CH4＋2O2===CO2＋2H2O

(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下

负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应式：_____________________________________________________________________。 答案 CH4－8e＋4CO3===5CO2＋2H2O

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