课时17 原电池及其应用
(本课时对应学生用书第74~78页)
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1. 理解原电池工作原理，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。 复习目标 3. 认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。 4. 了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料电池和研制新型化学电源的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。 知识网络 问题思考
【自主学习】
考点1 原电池的工作原理 【基础梳理】
1. 概念：原电池是将 转化为 的装置。 2. 构成原电池的条件：
(1) 一般有两个 的电极。 (2) 将电极插入 中。 (3) 用导线连接电极构成 。 (4) 能自发进行的 。 3. 电极及电极反应
问题1 判断原电池正、负极的方法有哪些? 问题2 原电池原理有哪些应用? 1
(1) 负极：电子 、电流 的一极，电解质溶液内，一般是 离子移向的那一极，通常是活泼性较 的金属，电极上发生 反应。
(2) 正极：电子 、电流 的一极，电解质溶液内，一般是 离子移向的那一极，通常是活泼性较 的金属，电极上发生 反应。
【举题说法】
例题1 (2015·苏州一模)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(盛有KNO3-琼脂的U形管)构成一个原电池，见下图。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路上，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应：Ag+e
+
-
Ag
-O+
3③盐桥中的N移向AgNO3溶液，K移向Cu(NO3)2溶液
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同 A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
【答案】 C
【解析】 由于活泼性：Cu>Ag，故Cu电极为电源的负极，电流由银电极流向铜电极，①错误；正极是Ag，电极反应式为Ag+e
+
-
Ag，②正确；原电池中，阴离子移向负极，阳离子
Cu(NO3)2+2Ag，④正确。
移向正极，③错误；该原电池反应的原理是Cu+2AgNO3
变式1 (2015·安徽高考)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(如图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。0~t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是 ，溶液中的H向 极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是 。
+
2
图1 图2
-O-3【答案】 2H+N+e
+
NO2↑+H2O 正 Al在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al的进
一步反应
【解析】 0~t1时，原电池的负极是Al片，溶液中产生的红棕色气体是二氧化氮，故正极
-O-3反应式为2H+N+e
+
NO2↑+H2O，此时溶液中的氢离子移向正极；一段时间后，由于Al在浓
硝酸中发生钝化，导致原电池中Al作正极，Cu作负极，电子流动方向改变。
原电池正、负极的判断方法
考点2 常见的化学电源 【基础梳理】
1. 一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用。 (1) 干电池
总反应：Zn+2MnO2+2NH4Cl
ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O
负极：
?H-正极：2N4+2e
2NH3+H2↑、2MnO2+H2Mn2O3+H2O
(2) 碱性锌锰电池
3
总反应：Zn+2MnO2+H2OZn(OH)2+Mn2O3
负极： 正极：
2. 二次电池：放电后能充电复原继续使用。 铅蓄电池
总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
放电时——原电池
负极： 正极： 充电时——电解池
阴极： 阳极：
放电时原电池的负极作充电时电解池的 极。
3. 燃料电池：将燃料燃烧的化学能直接转化为电能的装置。(1) 氢氧燃料电池
总反应： ①酸性介质
负极： 正极： ②碱性介质
负极： 正极： ③熔融的金属氧化物作介质
负极： 正极： ④碳酸盐作介质
负极： 正极：
4
(2) 乙醇-氧气燃料电池(正极反应式与氢氧燃料电池正极反应式相同，下面只需写出负极反应式即可)
① (碱性介质) ② (酸性介质) ③ (碳酸盐作介质)
④ (熔融的金属氧化物作介质)
【举题说法】
例题2 (2015·江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )
A. 反应CH4+H2O
3H2+CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子
--
B. 电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH-2e
2-O3C. 电池工作时，C向电极B移动
-
2H2O
D. 电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e【答案】 D
【解析】 反应CH4+H2O
2-O2C3
3H2+CO，C元素化合价由-4价升高到+2价，H元素化合价由
+1价降低到0价，每消耗1 mol CH4转移6 mol电子，故A错误；电解质为熔融碳酸盐，H2参与的
2-O-3反应为H2+C-2e
2-O3H2O+2CO2，故B错误；电池工作时，C向负极移动，即向电极A移动，
2-O32C，故D正
2-O-3故C错误；B为正极，氧气得电子结合CO2生成C，电极反应为O2+2CO2+4e
确。
变式2 (2016·南京、盐城一模)最近中美研究人员发明了一种可快速充放电的铝离子电池，该电池电解质为离子液体{AlCl3[EMIM]Cl}，放电时有关离子转化如下图所示。下列说法正确的是( )
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