专题6第2讲原电池原理、化学电源.doc

2015届高三化学一轮复习教学案专题6第2讲原电池的工作原理化学电源【考纲要求】1.理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。考点一原电池及其工作原理1原电池是把 能转化为 能的装置，其反应本质是 。2工作原理：以铜锌原电池为例 电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型电子流向由 沿导线流向 盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K移向 极，Cl移向 极3原电池的构成条件一看反应是否自发的氧化还原反应；二看两电极材料；三看是否形成闭合回路：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。巩固练习1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()(5)在内电路中，电子由正极流向负极 ()(6)原电池工作时，正极表面一定有气泡产生 ()(7)原电池工作时，可能会伴随着热能变化 ()2分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是 ()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH3有关电化学知识的描述正确的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池考点二原电池原理的应用1用于金属的防护：被保护的金属制品作原电池 极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块 块相连。（填“铜”或“锌”）2设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。3比较金属活动性强弱：一般作 极的金属比作 极的金属活泼。4加快氧化还原反应的速率一个 进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率 。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率 。【巩固练习】1有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C；A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 ()AABCDE BACDBE CCABDE DBDCAE2某原电池总反应为Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能实现该反应的原电池是()ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)33请运用原电池原理设计实验，验证Cu2、Fe3氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极_，正极_，并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。4把适合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示)(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是_。考点三化学电源1碱性锌锰干电池 一次电池 总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。正极式：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极式： 2锌银电池 一次电池 总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。正极式：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；负极式： 3二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应：PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O负极材料是 ，正极材料是 。(1)放电时：负极反应： 正极反应： (2)充电时：阴极反应： ，连电源 极阳极反应： ，连电源 极4燃料电池：氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式正极反应式电池总反应式一段时间后C溶液pH【小结】化学电源中电极反应式书写的一般步骤：“加减法”书写电极反应式。(1)先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物、生成物。(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存，若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。(3)正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。【巩固练习】1LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。2铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3负极：_；正极：_。3一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 molL1的KOH溶液，下列说法正确的是 ()A充电时阴极发生氧化反应B充电时将碳电极与电源的正极相连C放电时碳电极反应为H22e=2HD放电时镍电极反应为NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OH4甲烷燃料电池在不同的环境下电极反应式的书写：(1)酸性条件：总反应式：CH42O2=CO22H2O。负极反应式：_正极反应式：_。(2)碱性条件：总反应式：CH42O22OH=CO323H2O负极反应式：_正极反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导O2)：总反应式：CH42O2=CO22H2O负极反应式：_正极反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下：总反应式：CH42O2=CO22H2O负极反应式：_正极电极反应式：O22CO24e=2CO325(1)肼空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_。 (2)铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_。(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：Pt电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)写出NiO电极的电极反应式：_。6MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，如图。该电池工作时，下列说法正确的是AMg电极是该电池的正极 ()BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl