第19讲　原电池及其应用 课件 含答案 2027届高三化学一轮复习

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1. 理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应式和电池总反应方程式。2. 了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3. 认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。
1. 如图是根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池。请回答下列问题。
活动一　含盐桥的原电池的构造和工作原理
(1) 电极X、Y的材料分别是什么？它们分别作原电池的什么极？电解质溶液Z是什么？上图装置是什么能转化为什么能？【答案】 铜(Cu)、银(Ag)。Cu作负极，Ag作正极。AgNO3溶液。化学能转化为电能。
(2) 分别写出X、Y电极上发生的电极反应式。【答案】 Cu－2e－===Cu2＋　Ag＋＋e－===Ag(3) 外电路电子的流动方向如何？电流方向又如何？【答案】 外电路中的电子是从负(Cu)电极流向正(Ag)电极。电流方向与之相反。(4) 盐桥中通常是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动。请你分析盐桥中K＋、Cl－的移动方向如何。【答案】 K＋移向正极，Cl－移向负极。(5) 若原电池工作一段时间后，电极X的质量减少3.2 g，电极Y的质量增加多少？【答案】 10.8 g
2. 根据氧化还原反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2设计双液原电池，画出对应的装置图。
1. 化学电源主要包括一次电池、二次电池和连续电池(也称燃料电池)三大类。下面列出了几种化学电源的反应原理，请对它们进行分类并写出电极反应式。(1) 碱性锌锰干电池：Zn＋2H2O＋2MnO2===2MnO(OH)(氢氧化氧锰)＋Zn(OH)2【答案】 一次电池负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极：MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－
活动二　原电池及其应用
(3) 氢氧燃料电池：2H2＋O2===2H2O【答案】 连续电池(燃料电池)
①电解质是酸性溶液【答案】 负极：H2－2e－===2H＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O②电解质是碱性溶液【答案】 负极：H2＋2OH－－2e－===2H2O正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(4) 碱性锌银纽扣电池：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag【答案】 一次电池　负极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O　正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
【答案】 A：LixC6－xe－===C6＋xLi＋　B：Li1－xCO2＋xLi＋＋xe－ ===LiCO2
2. 按要求书写下列燃料电池的电极反应式和总反应式。(1) 下图为甲烷－氧气燃料电池工作原理图。其中两极均为多孔Pt电极。
①若电解质为稀硫酸。【答案】 负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋　正极：O2＋ 4H＋＋4e－===2H2O　总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O②若电解质为KOH溶液。
(2) 如图为氢氧燃料电池工作原理图。电解质为某熔融氧化物(O2－可在其中迁移)。
【答案】 负极：H2＋O2－―2e－===H2O　正极：O2＋4e－===2O2－　总反应：2H2＋O2===2H2O
(3) 熔融碳酸盐燃料电池是由多孔陶瓷负极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属正极、金属极板构成的燃料电池，其电解质是熔融态碳酸盐。电池的优点在于工作温度较高，反应速率增大；对燃料的纯度要求相对较低，可以对燃料进行电池内重整；无需贵金属催化剂，成本较低；一种熔融碳酸盐燃料电池的构造示意图如图所示。写出电池放电时的电极反应式及总反应式。
(4) 研究表明，离子由高浓度体系向低浓度体系迁移可形成电动势，从而形成浓差电池。某浓差电池的原理如图所示。
①判断电池的正负极。【答案】 M为正极，N为负极②写出两极的电极反应式。【答案】 负极：Ag－e－===Ag＋　正极：Ag＋＋e－===Ag
1. 金属的腐蚀。(1) 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。判断下列腐蚀哪些是化学腐蚀？哪些是电化学腐蚀？①钢铁在空气中生锈而被腐蚀。②化工厂里的铁与氯气反应被腐蚀。③铜铝电线接头处铝被腐蚀。④高温下铁丝被氧气腐蚀。⑤铜在空气中生成铜绿而被腐蚀。【答案】 ①电化学腐蚀　②化学腐蚀　③电化学腐蚀　④化学腐蚀　⑤电化学腐蚀
活动三　金属的腐蚀与防护
(2) 钢铁发生析氢腐蚀、吸氧腐蚀的条件分别是什么？分别写出两种腐蚀对应的电极反应式。【答案】 析氢腐蚀发生的条件：电解质溶液呈强酸性。吸氧腐蚀发生的条件：电解质溶液呈弱酸性、中性或碱性。　析氢腐蚀电极反应式为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑。吸氧腐蚀电极反应式为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3) 下列各图中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为__________(填序号)。
2. 金属的防护。金属的腐蚀所带来的损失非常严重，因此了解金属腐蚀的原因对于寻求防止金属腐蚀的方法和措施具有十分重要的意义。(1) 下面是金属腐蚀的两种电化学防护法，分别是牺牲阳极法和外加电流法。
①图Ⅰ中与钢闸门相连的电极可以选择什么材料？请你写出正、负极反应式。【答案】 活动性比铁强的金属，如Zn等。　正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－　负极：Zn－2e－===Zn2＋②请判断图Ⅱ中电源的正、负极，并说出辅助电极可以选用什么材料。【答案】 A为电源的负极，B为电源的正极。辅助电极可以选用石墨等惰性材料。(2) 再列举一些其他的防止金属腐蚀的方法。【答案】 制成合金、喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化等。
1 [2024江苏卷]碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A. 电池工作时，MnO2发生氧化反应B. 电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动C. 环境温度过低，不利于电池放电D. 反应中每生成1 ml MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023
【解析】 电池工作时，MnO2→MnOOH，Mn元素的化合价降低，MnO2发生还原反应，A错误；电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确；反应中Mn元素的化合价降1，每生成1 ml MnOOH，转移电子数为6.02×1023，D错误。
2 [2026南京中华中学期初]暖贴是一种便捷的自发热保暖产品，具有发热快、持续时间久等优点。它主要由铁粉、活性炭、食盐、水等成分组成(如图)。下列有关说法不正确的是(　　)
A. 暖贴生效时，将化学能转化为热能B. 水与食盐、活性炭共同作用可加快铁粉的腐蚀速率C. 正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D. 透气膜的透氧速率可控制暖贴的发热时间和温度
【解析】 Fe发生吸氧腐蚀时不释放H2，正确的正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误。
A. 放电时，正、负电极质量均增大B. 放电时，溶液的pH增大C. 充电时，H＋移向Pb极D. 充电时，每消耗2 ml PbSO4，转移电子数为4×6.02×1023
4 [2025苏北四市一调]以LiAlCl4为离子导体的铝磷酸铁锂电池，该电池放电时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示。下列关于电池放电时的说法不正确的是(　　)
A. 化学能转化为电能B. 电极Al作负极C. Li＋透过离子交换膜从右向左迁移D. 正极的电极反应式为Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋===LiFePO4
A. 该装置工作时只存在光能转化为化学能B. H＋通过质子交换膜从左室移向右室C. 电极a上发生还原反应生成O2D. 外电路每通过0.1 ml电子，电极b上得到0.01 ml N2
6 [2026南京、盐城期末]一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(　　)
A.电极A为正极B.电极B上发生还原反应C.电池工作时， 向电极B移动D.电极A上H2参与的电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O
7 (1) [2025南京期末]一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。
电极B是该燃料电池的______(填“正”或“负”)极，该电极反应式为_________________________。
(2) [2020江苏卷]HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。电池负极电极反应式为____________________________________；放电过程中需补充的物质A为________(填化学式)。