原电池原理一．原电池1.能量转化：原电池是__________________________________________________的装置。
2.原电池构成条件：（1）金属活泼性不同的两个电极（2）电解质溶液（3）电极、电解质溶液构成闭合回路3.结构：内电路——电解质溶液、电极导电微粒：自由移动离子（阳离子往正极移动，阴离子往负极移动）外电路——电极（与导线）导电微粒：自由移动电子（电子由负极经过导线流向正极，电流由正极流向负极）电极：根据活泼性的不同，分为负极（金属活泼性强）正极（金属活泼性弱）。
正极：通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电子流____（填“出”或“入”）的一极，电极上发生________（填“氧化”或“还原”反应）。
负极：通常是活泼性较强的金属，电子流_____（填“出”或“入”）的一极，电极被________（填“氧化”或“还原”），电极发生________（填“氧化”或“还原”反应）。
4.反应特点：自发的氧化还原反应5.工作原理：负极失电子经导线流向正极形成电流，内电路自由移动的离子定向运动传递电荷【例题】下列关于原电池的叙述中正确的是（）Ａ．原电池能将化学能转变为电能Ｂ．原电池负极发生的电极反应是还原反应Ｃ．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极Ｄ．原电池的电极只能由两种不同的金属构成【练习题1】在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（）A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，电子流从a极到b极D．a极上发生了氧化反应【练习题2】人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，它在放电时的电极反应为：Zn + 2OH––2e–＝ZnO + H2O Ag2O + H2O + 2e–＝2Ag + 2OH–据此判断氧化银是（）Ａ．负极，并被氧化Ｂ．正极，并被还原Ｃ．负极，并被还原Ｄ．正极，并被氧化二．原电池的形成条件（1）活泼性不同的电极材料（金属与金属或金属与非金属导体）（2）电解质溶液。
电解质溶液中离子定向移动，传递电荷，接通内电路。
（3）构成闭合电路（用导线连接或直接接触）【例题】下列装置属于原电池的是（）【练习题】下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是（）例如：Fe——C(NaCl溶液)电极反应为：（－）Fe—2e—=Fe2+（＋）O2+2H2O+4e—=4OH—电池总反应式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2在这里Fe并没有和溶液中溶质NaCl发生反应，而是和O2发生氧化还原反应。
可见在原电池中只要有能释放能量的氧化还原反应发生，就可以产生电流。
三、原电池的工作原理活泼金属（负极）——失电子——氧化反应——电子流出不活泼金属（或石墨）（正极）——得电子——还原反应——电子流入在这里要求熟练书写电极反应和电池反应式，能由电极反应写出电池反应式，能由电池反应式写出电极反应，会判断电极符号、溶液pH及浓度的变化等。
例如：电子表所用钮扣电池的两极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液为KOH。
放电时锌极上的电极反应式为：Zn+2OH——2e—=Zn(OH)2Ag2O电极上发生的反应为：Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—下列说法正确的是（）A．锌是负极，Ag2O是正极B．锌发生还原反应，Ag2O发生氧化反应C．溶液中OH—向正极移动，K+、H+向负极移动D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液的pH保持不变四．原电池原理的应用（一）做电源要了解常见的一些电池，由所给条件判断两极符号、电极反应、电池反应、电解质溶液浓度、pH变化等。
常见的化学电源1.普通锌锰电池——干电池负极（锌筒）：Zn－2e- = Zn2+ 正极（石墨）：2NH4+ + 2e-= 2NH3 + H2电池总反应式为：Zn + 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3 + H22.铅蓄电池(可充电电池)负极：Pb + SO42-－2e -====== PbSO4正极：PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e- ====== PbSO4 + 2H2O放电充电电池总反应式为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O3.银锌电池（钮扣电池）负极：Zn+2OH--2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e_ =2Ag+2OH-电池总反应式为：Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO4.锂电池（有多种）5.海水电池1991年，我国首创以铝-空气-海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯。
负极：4Al－12e－= 4Al3+正极：3O2 + 6H2O+12e－=12OH－电池总反应式为：4Al+3O2 + 6H2O= 4Al(OH)36.燃料电池（如氢氧燃料电池）电池总反应式为：2H2 + O2 = 2H2O（二）金属的腐蚀和防护1．金属腐蚀的本质是：金属单质失电子被氧化成金属阳离子的过程，M—ne—=M n+2. 金属的防护（1）加保护层：刷漆、电镀等。
（2）改变结构：制成合金。
（3）电化学方法①牺牲阳极保护法：Fe与Zn相连，牺牲Zn保护Fe。
②阴极保护法：将被保护的金属连在直流电源的负极（阴极），电源负极提供电子，阻止了金属失电子。
（三）加快反应速率例如：纯锌与稀H2SO4反应速率较慢，当加入CuSO4溶液以后，反应速率加快，因为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu与Zn 接触，在稀H2SO4中形成原电池，加快反应速率。
（四）判断金属活动性根据活泼金属为负极，不活泼金属为正极，可通过组成原电池判断金属活动性。
经典例题【例1】下列叙述中正确的是（）A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。
B．由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。
C．马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。
D．铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过。
【例2】把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。
若A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。
则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（）A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A【例3】电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e＝2Ag +2 OH-下列判断正确的是（）A．锌为正极，Ag2O为负极。
B．锌为负极，Ag2O为正极。
C．原电池工作时，负极区溶液PH减小。
D．原电池工作时，负极区溶液PH增大。
【巩固练习】一、选择题1．下列装置中，电流计G中有电流通过的是（）2．生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是（）A．正极的电极反应可能是：O2+2H2O+4e—＝4OH—B．负极的电极反应可能是：O2+2H2O+4e—＝4OH—C．负极的反应主要是C6H12O6(葡萄糖)生成CO2或HCO3—D．正极的反应主要是C6H12O6(葡萄糖)生成CO2或HCO3—3．如图：电流计的指针会偏转，M极变粗，N极变细符合这种情况的是（）A．M是铜，N是锌，R是硫酸溶液B．M是锌，N是铜，R是硫酸铜溶液C．M是银，N是锌，R是硝酸银溶液D．M是铁，N是铜，R是硝酸铜溶液4．电子表中电源常用银—锌微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应分别为Zn+2OH——2e—＝ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e—＝2Ag+2OH—，总反应式：Ag2O+Zn＝2Ag+ZnO，根据上述变化，下列判断正确的是（）A．Zn为正极，Ag2O为负极B．工作时电池负极区溶液的pH减小C．工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极D．Zn为负极，Ag2O为正极5．铅蓄电池放电时，发生下列变化：负极：Pb+SO42—→PbSO4+2e—正极：PbO2+4H++SO42—+2e—=PbSO4+2H2O使用该电池来电解NaCl(熔融)，当电路中转移0.1mol电子时，这时铅蓄电池内消耗硫酸（）A．0.025mol B．0.05mol C．0.1mol D．0.2mol6．把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中，当电路中有0.2mol电子通过时，负极的质量变化是（）A．增加6.5克B．减少6.5克C．减少5.6克D．增加6.4克7．某原电池反应的离子方程式为：Fe+2H+＝Fe2++H2↑，下列说法正确的是（）A．HNO3为电解质溶液B．锌为该原电池的负极C．铁极质量不变D．铜为该原电池的正极8．下列说法正确的是（）A．钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀C．钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起正极反应不同D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化9．根据下列实验事实：(1)X+Y2+＝X2++Y(2)Z+2H2O Z(OH)2+H2↑(3)Z2+离子的氧化性比X2+弱(4)由Y、W作电极组成的原电池反应为：Y—2e—＝Y2+由此可知，X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是（）A．X＞Y＞Z＞W B．Y＞X＞W＞Z C．Z＞X＞Y＞W D．Z＞Y＞X＞W10．阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应式为：2H2+O2＝2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在一定温度下，使生成H2O蒸发，下列叙述正确的是（）A．H2为正极，O2为负极B．电极反应(正极)：O2+2H2O+4e—＝4OH—电极反应(负极)：2H2+4OH——4e—＝4H2OC．负极发生氧化反应，正极发生还原反应D．工作中电解质溶液pH值不断增大11．燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气反应，将化学能转化为电能的装置。
电解质溶液是强碱溶液。
下列关于甲烷的燃料电池说法中正确的为（）A．负极反应：O2+2H2O+4e—＝4OH—B．负极反应：CH4+10OH——8e—＝CO32—+7H2OC．随着放电进行，溶液的pH值增大D．放电时溶液中的阴离子向负极移动12．已知空气—锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH——2e—＝ZnO+H2O石墨：O2+2H2O+4e—＝4OH—，据此判断锌片是（）A．负极，并被氧化B．负极，并被还原C．正极，并被氧化D．正极，并被还原13．将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中有氢气生成。
若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀，B未被腐蚀。