高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 第17講 原電池 化學(xué)電源課件.ppt
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化學(xué)反應(yīng)與能量,第六章,第17講 原電池 化學(xué)電源,1.原電池裝置中的能量轉(zhuǎn)化 ________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______。 2.原電池的電極 原電池的負(fù)極——______金屬——發(fā)生______反應(yīng)——向外電路______電子。 原電池的正極——________金屬(或惰性電極如石墨)——發(fā)生______反應(yīng)——______外電路提供的電子。,原電池及工作原理,化學(xué)能,電能,活潑,氧化,提供,不活潑,還原,接受,3.原電池的構(gòu)成條件 (1)能自發(fā)地發(fā)生 ________________。 (2)電解質(zhì)溶液(構(gòu)成電路或參加反應(yīng))。 (3)由還原劑和導(dǎo)體構(gòu)成______極系統(tǒng),由氧化劑和導(dǎo)體構(gòu)成______極系統(tǒng)。 (4)形成__________(兩電極接觸或用導(dǎo)線連接)。 4.工作原理(以銅鋅原電池為例),氧化還原反應(yīng),負(fù),正,閉合回路,,Zn,Cu,Zn-2e-===Zn2+,Cu2++2e-===Cu,氧化,還原,負(fù)極,正極,正極,負(fù)極,負(fù)極,正極,Zn+Cu2+===Zn2++Cu,1.下列裝置可以形成原電池的是________(填字母),并寫出形成原電池的電極材料及電極反應(yīng)式。正極:__________ ________;負(fù)極:____________________。 【答案】B 銀片:2Ag++2e-===2Ag 銅片:Cu-2e-===Cu2+,,2.分析下圖所示的4個(gè)原電池裝置,其中結(jié)論正確的是( ),,A.①②中Mg作負(fù)極,③④中Fe作負(fù)極 B.②中Mg作正極,電極反應(yīng)式為6H2O+6e-===6OH-+3H2↑ C.③中Fe作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+ D.④中Cu作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑ 【答案】B,1.堿性鋅錳干電池——一次電池 負(fù)極:____________________________; 正極:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-。 電池反應(yīng):Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH。,化學(xué)電源,Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,3.氫氧燃料電池(堿性介質(zhì)中) (1)構(gòu)造 負(fù)極:氫氣;正極:氧氣;電解質(zhì)溶液:氫氧化鉀溶液。 (2)電極反應(yīng) 負(fù)極:_______________________________; 正極:_______________________________。 電池反應(yīng):______________________________。 (3)優(yōu)點(diǎn):______________________________________(寫一條)。,2H2-4e-+4OH-===4H2O O2+4e-+2H2O===4OH- 2H2+O2===2H2O,能量的利用率高、無(wú)污染、原料來(lái)源廣泛等,(4)鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí),要加大反應(yīng)速率可滴加少量硫酸銅( ) (2012海南卷—5B) (5)鋰碘電池的反應(yīng)為2Li(s)+I(xiàn)2(s)===2LiI(s),則碘電極作該電池的負(fù)極( ) (2012廣東卷—31) 【答案】(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×,小,48,PbO2,Pb,對(duì)換,一、原電池正、負(fù)極判斷及電極反應(yīng)式的書寫 1.原電池工作原理圖,,2.原電池的判定方法 (1)先分析有無(wú)外接電源,有外接電源者為電解池,無(wú)外接電源者可能為原電池;再依據(jù)原電池的構(gòu)成條件分析判定,主要思路是“四看”: 一看電極,兩極為導(dǎo)體且活潑性不同(燃料電池的電極一般為惰性電極); 二看溶液,兩極插入電解質(zhì)溶液中; 三看回路,形成閉合回路或兩極接觸; 四看本質(zhì),有無(wú)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生。 (2)多池相連。無(wú)外接電源時(shí),兩極活潑性差異最大的一池為原電池,其他各池可看作是電解池。,3.原電池正、負(fù)極的判斷 (1)根據(jù)電極材料判斷:相對(duì)活潑的電極作負(fù)極,相對(duì)不活潑的電極作正極。 (2)根據(jù)電子和電流流向判斷:電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極(注意溶液中無(wú)電子移動(dòng)),電流由正極經(jīng)外電路流向負(fù)極。 (3)根據(jù)電解質(zhì)溶液中的陰、陽(yáng)離子遷移方向判斷:陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極。,(4)根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷:負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。 (5)根據(jù)現(xiàn)象判斷:負(fù)極一般質(zhì)量減少,變細(xì);正極一般質(zhì)量增加或有氣泡產(chǎn)生。 (6)燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極,通入氧氣的一極為正極。,,,易錯(cuò)提醒:電極反應(yīng)式正誤判斷 (1)一看反應(yīng)類型是否正確,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。 (2)二看得失電子數(shù)目是否正確,一般要求正負(fù)極得失電子數(shù)守恒。 (3)三看電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng):酸性環(huán)境,方程式中無(wú)OH-;堿性環(huán)境,方程式中H+、CO2;電解質(zhì)溶液環(huán)境,方程式中無(wú)O2-等。,微型銀鋅電池是電子表和電子計(jì)算器的常用電源,其電極分別是Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀溶液,電極反應(yīng)式分別是Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。由此判斷,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.鋅是負(fù)極,氧化銀是正極 B.在外電路中電流由氧化銀流向鋅極 C.原電池工作過(guò)程中,電解質(zhì)溶液的pH減小 D.原電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ag2O+Zn===2Ag+ZnO,【解析】根據(jù)原電池原理,負(fù)極失電子,正極得電子,A選項(xiàng)正確;外電路中電流由正極流向負(fù)極,即由氧化銀流向鋅極,B選項(xiàng)正確;原電池總反應(yīng)為Zn+Ag2O===ZnO+2Ag,因此原電池工作過(guò)程中,溶液的pH不變。 【答案】C,(2013江蘇卷)Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如下圖。該電池工作時(shí),下列說(shuō)法正確的是( ),,A.Mg 電極是該電池的正極 B.H2O2 在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) C.石墨電極附近溶液的pH增大 D.溶液中Cl-向正極移動(dòng) 【答案】C,【答案】D,二、原電池原理的應(yīng)用 1.加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率加快。例如,在Zn與稀硫酸反應(yīng)時(shí),加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率加快。 2.比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 兩種金屬分別作原電池的兩極,一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。 3.用于金屬的防護(hù) 將金屬制品作原電池的正極而得到保護(hù)。例如,在輪船底部鑲上鋅塊,用于防護(hù)船體在海水中發(fā)生腐蝕。,4.設(shè)計(jì)電池,制造化學(xué)電源 理論上能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池,設(shè)計(jì)原電池要緊扣構(gòu)成原電池的四個(gè)條件: (1)首先將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)。 (2)根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn),結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出相應(yīng)的正、負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。 ①電極材料的選擇。 在原電池中,選擇活潑性較強(qiáng)的金屬作負(fù)極;活潑性較弱的金屬或石墨作正極,并且原電池的電極必須導(dǎo)電。一般來(lái)說(shuō),負(fù)極應(yīng)該跟電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。,②電解質(zhì)溶液的選擇。 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)或電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如溶解在溶液中的空氣)。但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行(中間應(yīng)連接鹽橋),則左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽(yáng)離子。如在Cu-Zn-硫酸銅全同構(gòu)成的原電池中,負(fù)極Zn浸泡在含有Zn2+的電解質(zhì)溶液中,而正極Cu浸泡在含有Cu2+的電解質(zhì)溶液中。,鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取?(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式:______________________________。 (2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,請(qǐng)畫出原電池的裝置圖,標(biāo)出正、負(fù)極,并寫出電極反應(yīng)式。 負(fù)極反應(yīng):________________________ 正極反應(yīng):________________________,(4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢,但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請(qǐng)從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選),設(shè)計(jì)最佳實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________ ________________________。劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象______________________________________。 思路指導(dǎo):根據(jù)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)式,設(shè)計(jì)原電池,畫出裝置圖;除去Fe2+雜質(zhì)時(shí)常先把它氧化成Fe3+,再調(diào)節(jié)pH至3.2~4.7,除掉Fe3+同時(shí)不會(huì)沉淀Cu2+。,(4)不銹鋼在某些鹽溶液中比在酸溶液中腐蝕明顯,說(shuō)明這些鹽溶液中的金屬陽(yáng)離子的氧化性比H+的氧化性強(qiáng),即這些金屬在金屬活動(dòng)性順序中位于氫的后面。要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕,需要有容易與鐵反應(yīng)的鹽。,【答案】(1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ (2) Cu-2e-===Cu2+ 2Fe3++2e-===2Fe2+ (3)①通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2~4.7;③過(guò)濾[除去Fe(OH)3] (4)CuO+H2SO4===CuSO4+H2O,CuSO4+Fe===FeSO4+Cu 不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成,(2015廣州調(diào)研)下列敘述正確的是( ) A.氫氧燃料電池中O2通入負(fù)極 B.鉛蓄電池在放電時(shí),其負(fù)極的電極反應(yīng)為Pb-2e-===Pb2+ C.堿性鋅錳電池在工作時(shí),電解質(zhì)中的OH-移向正極 D.在海輪外殼鑲嵌鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 【答案】D,判斷下列說(shuō)法是否正確(對(duì)的畫“√”,錯(cuò)的畫“×”)。 (1)如在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快( ) (2)兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí),一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑( ),(3)有兩種金屬a、b,用導(dǎo)線連接后插入到稀H2SO4中,觀察到a溶解,b極上有氣泡產(chǎn)生,則金屬a作負(fù)極,比金屬b活潑( ) (4)如要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等,可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連,使鋅作原電池的負(fù)極( ) 【答案】(1)√ (2)√ (3)√ (4)√,原電池、化學(xué)電源的考查 高考對(duì)原電池及化學(xué)電源能力的考查以接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力為主,試題難度中等偏上。從近年來(lái)的高考命題來(lái)看,對(duì)于原電池的考查往往結(jié)合實(shí)用電池進(jìn)行。解答這類題目,首先要抓住原電池的根本原理——氧化還原反應(yīng),然后從這個(gè)角度分析題目已知條件及問(wèn)題。 常見(jiàn)的考點(diǎn):①原電池的工作原理及應(yīng)用;②原電池的電極判斷與材料選擇;③實(shí)用化學(xué)電源特別是燃料電池的分析。,氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強(qiáng),性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答:,,【解析】(2)負(fù)極H2被氧化,寫電極反應(yīng)式時(shí)要注意電解質(zhì)溶液的組成。 (3)本題考查讀題能力,鉑粉作用在題設(shè)中有說(shuō)明,在學(xué)習(xí)中要注意自學(xué)能力的培養(yǎng)。 (4)反應(yīng)中Li從0價(jià)升至+1價(jià),作還原劑;H2O中的H從+1價(jià)降至H2中0價(jià),作氧化劑。 【答案】(1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 由a到b (2)2H2+4OH--4e-===4H2O (3)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù),加快電極反應(yīng)速率 (4)Li H2O,(2012四川卷)一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀,負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH-4e-+H2O ===CH3COOH+4H+。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A.檢測(cè)時(shí),電解質(zhì)溶液中的H+向負(fù)極移動(dòng) B.若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移,則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗 4.48 L 氧氣 C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OH+O2=== CH3COOH+H2O D.正極上發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O===4OH- 【答案】C,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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