原电池原理及其应用.docx
一、原电池原理及电极反应式???
1．一般电极反应式的书写
（列物质标得失）——按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。
（看环境配守恒）——电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式应根据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。
两式加验总式)—两电极反应式相加，与总反应的离子方程式对照验证。
2．复杂电极反应式的书写
复杂电极反应式＝总反应式-较简单一极的电极反应式。如CH4酸性燃料电池中
CH4+2O2=CO2+2H2O总反应式
2O2+8H++8e-=4H2O正极反应式
CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+?负极反应式
二、电解原理及其规律
1．电解产物的判断
(1)阳极产物的判断
首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序表Ag以前的金属，包括Ag)作阳极，则电极材料本身失电子，电极溶解。如果是惰性电极，则看溶液中的阴离子的失电子能力，阴离子的放电顺序为S2-I-Br-Cl-OH-，其氧化产物依次对应为S、I2、Br2、Cl2和O2。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序(如下)进行断：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+，其还原产物依次对应为Ag、Fe2+、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn。
2．电化学定量计算的方法
(1)根据总反应式计算。先写出电极反应式，再写出总反应式，然后根据总反应式列比例式计算。
(2)守恒法计算。用于串联电路，中电极反应物、产物及电子转移的有关计算，其依据是电路中转移的电子数守恒。
三、金属的腐蚀与防护
1.吸氧腐蚀与析氢腐蚀(以钢铁为例)
类型
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
水膜呈弱酸性或中性
水膜呈酸性
正极反应(C)
O2+2H2O+4e-=4OH-
2H++2e-=H2↑
负极反应(Fe)
Fe-2e-=Fe2+
其他反应
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈
2.判断金属腐蚀快慢的规律
(1)电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀(电解原理的防护原电池原理的防护)。
(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。
(3)活动性不同的两金属，活动性越大，腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
四、例题解析
1、Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()
A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+
B．正极反应式为Ag++e-=Ag
C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
解析
根据题意，Mg-海水-AgCl电池总反应式为Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag。A项，负极反应式为Mg-2e-=Mg2+，正确；B项，正极反应式为2AgCl+2e-=2Cl-+2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，正确。
答案B
2、锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-。下列说法正确的是()
A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C．放电时，负极反应为：Zn+4OH--2e-=Zn(OH)?42-
D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)
解析
A项，充电时，电解质溶液中K+向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应方程式为2Zn(OH)?42-=2Zn+O2+4OH-+2H2O，所以电解质溶液中c(OH-)逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2+将与OH―结合生成Zn(OH)?42-，正确；D项，O2～4e-，故电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，在标准状况体积为11.2L，错误。
答案C
3、微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
解析
由题意可知，微生物电池的原理是在微生物作用下O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H+通过，则正极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，没有CO2