第二章 第二节 化学能与电能

第二章 第二节 晨背关键语句 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 考向一 考向二 考向三 返回 返回 返回 返回 1构成原电池的条件 (1)具有活泼性不同的两个电极； (2)两电极必须插入电解质溶液中； (3)形成闭合回路； (4)能自发地发生氧化还原反应。 2原电池原理的记忆口诀 原电池有两极，活泼金属作负极； 负极氧化正还原，电子由负流向正。 3燃料电池中，通可燃物的一极为负极，通氧气的一极为正极。 返回 返回 自学教材 填要点 1能源的分类 定义 举例 一次能源 从自然界中取得的能源 流水、原煤、天然气、风力、石油等 二次能源 一次能源经 得到的能源 蒸汽、电力等 直接 加工、转换 返回 2. 化学能转化为电能的两种方式 ( 1) 火电 ( 火力发电 ) ： 能 燃烧能 蒸汽能 发电机电能；缺点：污染环境、低效。 ( 2) 原电池：将 能直接转化为电能；优点：清洁、高效。 化学 热 机械 化学 返回 3原电池 (1)实验： 实验装置 实验现象 铜片： 锌片： 电流表： 结论 有 产生，装置中 能转化为 能 有气泡产生 溶解 指针偏转 电流 化学 电 返回 (2) 概念：把 能转变为 能的装置。 (3) 工作原理： 负极电极材料： 电极反应： 电子，发生 反应电极反应式： 2e= =Z 正极电极材料： 电极反应： 电子，发生 反应电极反应式： 2H 2e= =池反应： (4) 电子的流向：电子由 极经导线流向 极。 (5) 反应本质：原电池反应的本质是 。 化学 电 去 氧化 到 还原 氧化还原反应 正 2H = 负 返回 师生互动 解疑难 ( 1) 原电池的构成条件： 具有活动性不同的两电极。 具有电解质溶液。 形成闭合回路。 其本质条件是能发生自发的氧化还原反应。 ( 2) 电解质溶液中离子移动方向。 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 返回 (3)原电池正负极的判断： 返回 (4)原电池原理的应用： 加快化学反应的进行。 如：实验室中用 22时，通常滴入几滴 因是 u、稀 快了反应的进行。 比较金属的活动性强弱。 一般原电池中活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金属作正极。 返回 原电池的设计。 已知一个氧化还原反应，首先分析找 出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材 料 (或在负极上被氧化 )，氧化剂 (电解质溶 液中的阳离子 )在正极上被还原。例如，利 用氧化还原反应 = 返回 1如图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是 _。 解析： C、 A、 B、 C、 能产生电流。 答案： 回 自学教材 填要点 1干电池 (1)锌锰电池： 返回 (2)碱性锌锰电池： 将锌锰干电池中的电解质 ，并在构造上作了改进。 2充电电池 充电电池又称 电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以 进行，使电池恢复到放电前的状态。 次 逆向 返回 (1)铅蓄电池： (2)镍镉电池： 正极材料为 H)，负极材料为 ，电解质为 。 (3)锂离子电池： 新一代可充电的绿色电池，低功耗电器的主流电源。 d 返回 3燃料电池 (1)原理： 利用原电池的工作原理将 和 反应所放出的 能直接转化为 能。 (2)与其他电池的区别： 反应物由外设装备提供，如燃料和氧化剂等。 燃料 氧化剂 化学 电 返回 师生互动 解疑难 (1)废旧电池中的镉、镍、汞、铅等重金属阳离子会对土壤和水造成污染，因此，要回收处理。 (2)氢氧燃料电池： 返回 酸性 碱性 负极 24e =4H 24 4e=4极 4H 4e =22 4e 2=4 电池总反应 2=23)二次电池可循环使用，但充、放电次数仍有限制，有一定的使用寿命。 (4)燃料电池的燃料可随时添加，电池可持续放电，这是其他电池无法比拟的。 返回 2判断下列描述的正误 (正确的打 “”，错误的打 “ ”)。 (1)手机上用的锂离子电池属于二次电池。 ( ) (2)锌锰干电池中，锌电极是正极。 ( ) (3)甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极，发生还原反应。 ( ) (4)废旧电池需回收集中处理的原因是为了利用电池外壳的金属材料。 ( ) 答案： (1) (2) (3) (4) 返回 返回 例 1 (2011广东高考改编 )某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。下列叙述不正确的是 ( ) A a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出 B a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的 反应为： 2e =无论 a和 片均会溶解 D a和 原反应，溶液中的 向铜电极移动 . 返回 解析 铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上， a和 成原电池，其中 生氧化反应。铜作正极，电极反应式为 2e =论 a和 都被氧化生成 ， 答案 D 返回 (1)原电池在工作时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (2)判断正、负极区域溶液的酸碱性变化和某些离子浓度的变化，要分析电极反应式；如果要判断电解质溶液的酸碱性变化、某些离子浓度的变化等，要分析电池的总反应。 返回 提示： 铝镁 、铝两种金属材料，哪种金属作负极？ 返回 例 2 (2012大纲全国卷 )四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是 ( ) A B C D 返回 解析 相连时，外电路电流从流向，说明为负极；相连时，为负极；相连时，上有气泡产生，说明为负极；相连时，的质量减少，说明为负极。综上所述可知，这四种金属活动性由大到小的顺序为，选项 答案 B 返回 1有 a、 b、 c、 关的实验装置及部分 实验现象如下： ( ) 实验装置 部分实验现象 电流从 返回 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 ( ) A abcd B bcda C dabc D abdc 解析： 装置一是原电池， 明 置二没有形成原电池，可知 b比 置三和四均形成原电池，易知 d比 d比 此四种金属的活动性顺序为 dabc，选 C。 答案： C 返回 例 3 如图为氢氧燃料电池原理示意图，根据此图的提示，下列叙述不正确的是 ( ) . 返回 A B 4e =2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部贮存在电池内的新型发电装置 返回 解析 氢氧燃料电池的总反应为 2=2此 4e =4H ， 2 24e =4， 上电极反应式，适用电解质溶液为 氧燃料电池的能量转化率较高，且产物是 污染，是一种具有应用前景的绿色电源；氢氧燃料电池通入 2就能工作，无需将 答案 B 返回 燃料电池中当两电极均为惰性电极时，由引入到两电极上的物质发生反应，负极是还原剂，即燃料失电子，正极是氧化剂，得电子，写电极反应时，要注意电解质溶液对电极反应的影响。 返回 2 燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能