高考化学大一轮复习 专题七 化学反应与能量变化 课时2 原电池 化学电源课件.ppt

课时2原电池化学电源 考纲导航 考点一原电池的工作原理 主干精讲 1 概念和反应本质 原电池是把化学能转化为电能的装置 其反应本质是氧化还原反应 2 工作原理 以铜锌原电池为例 1 反应原理 氧化反应 还原反应 2 两个装置的比较装置 中还原剂zn与氧化剂cu2 直接接触 易造成能量损耗 装置 盐桥原电池中 还原剂在负极区 而氧化剂在正极区 能避免能量损耗 3 原电池的构成条件 1 一看反应 看是否有能自发进行的氧化还原反应发生 一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应 2 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极 3 三看是否形成闭合回路 形成闭合回路需三个条件 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中 4 原电池中的三个方向 1 电子方向 电子从 流出经外电路流入 2 电流方向 电流从 流出经外电路流入 3 离子的迁移方向 电解质溶液中 阴离子向 迁移 阳离子向 迁移 电源负极 电源正极 电源正极 电源负极 负极区 正极区 典例剖析 例 2015 10月浙江选考 如图所示进行实验 下列说法不正确的是 a 装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生b 甲 乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能c 装置乙中的锌 铜之间用导线连接电流计 可观察到电流计指针发生偏转d 装置乙中负极的电极反应式 zn 2e zn2 解析a项 装置甲的锌片与稀硫酸反应生成氢气 装置乙的锌 铜和稀硫酸构成原电池 在铜片产生气泡 正确 b项 甲装置把化学能转化为热能 乙装置把化学能转化为电能 不正确 c项 装置乙形成原电池 正确 d项 装置乙形成原电池 锌为负极 电极反应式zn 2e zn2 正确 答案b 考点精练 1 2016 温州市3月选考模拟 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间 下列叙述正确的是 解析a项 甲没有形成原电池 铜为金属活动性顺序表h元素之后的金属 不能与稀硫酸反应 甲烧杯中铜片表面没有气泡产生 故a错误 b项 原电池工作时阴离子向负极移动 故b错误 c项 锌为负极 电子从锌经导线流向铜 故c错误 d项 铜片为正极 正极上氢离子得到电子被还原生成氢气 故d正确 答案d 2 2016 浙江金华 温州 台州部分学校高一下3月联考 对原电池的电极名称 下列叙述中错误的是 a 电子流入的一极为正极b 较不活泼的一极一般为正极c 电子流出的一极为负极d 发生氧化反应的一极为正极解析a项 电子流入的一极为正极 a正确 b项 较不活泼的一极一般为正极 b正确 c项 电子流出的一极为负极 c正确 d项 发生氧化反应的一极为负极 d错误 答案d 3 2015 浙江省桐乡一中联盟学校高一下期末 某学生用锌片 铜片 发光二极管 滤纸 导线等在玻璃片制成如图所示的原电池 当滤纸用醋酸溶液润湿时 二极管发光 下列有关该电池的说法正确的是 a 铜片上的电极反应 cu2 2e cub 外电路中电子由铜片经导线流向锌片c 电池工作时电能直接转化为化学能d 该电池工作时 若有13克锌被溶解 则铜片上产生标况下4 48lh2 解析a项 在该装置图中 zn cu及电解质溶液构成原电池 由于金属活动性 zn cu 所以zn为负极 失去电子 cu为正极 在正极上溶液中的h 得到电子 变为h2 错误 b项 外电路中电子由负极zn片经导线流向cu片 错误 c项 电池工作时 将化学能转化为电能 错误 d项 该电池工作时 若有13克锌被溶解 n zn m m 13g 65g mol 0 2mol 则由于在整个闭合回路中电子转移数目相等 所以铜片上产生标况下v h2 nvm 0 2mol 22 4l mol 4 48l 正确 答案d 归纳总结 原电池正 负极判断的七种方法 1 由组成原电池的两极材料判断 一般相对较活泼的金属为负极 相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极 但也有一些并不与活泼性一致 如mg al在酸性介质中 mg作负极 而在碱性介质中 al作负极 2 根据电流方向或电子流动方向判断 在外电路 电流由正极流向负极 电子由负极流向正极 3 根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断 在原电池的电解质溶液内 阳离子移向正极 阴离子移向负极 4 根据原电池两极发生的变化来判断 原电池的负极发生氧化反应 正极发生还原反应 5 x极增重或减轻 工作后 x极质量增加 说明x极有物质析出 x极为正极 反之 x极质量减少 说明x极金属溶解 x极为负极 6 x极有气体产生 工作后 x极上有气体产生 一般若发生了析出h2的电极反应 说明x极为正极 7 根据x极附近ph的变化来判断 析氢或吸氧的电极反应发生后 均能使该电极附近电解质溶液的ph增大 因而工作后 x极附近ph增大了 说明x极为正极 锌银电池负极是zn 正极是ag2o 电解质溶液是koh溶液 其电极反应如下 负极 正极 电池总反应式 zn ag2o h2o zn oh 2 2ag 考点二化学电源 主干精讲 1 锌银电池 一次电池 zn 2oh 2e zn oh 2 ag2o 2e h2o 2ag 2oh 2 碱性锌锰电池 一次电池 碱性锌锰电池的负极是zn 正极是mno2 电解质溶液是koh溶液 其电极反应为 负极 正极 电池总反应式 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 zn 2e 2oh zn oh 2 2mno2 2e 2h2o 2mnooh 2oh 3 铅蓄电池 二次电池 1 组成 正极 pbo2 负极 pb 电解质 h2so4溶液 2 工作原理 铅蓄电池是最常见的二次电池 其电极反应分为放电和充电两个过程 放电过程的电极反应 总反应 负极 正极 总反应 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 充电过程的电极反应 总反应 阴极 阳极 总反应 2pbso4 2h2o pb pbo2 2h2so4 铅蓄电池的充 放电过程 pb pbo2 2h2so42pbso4 2h2o 4 氢氧燃料电池 1 两个惰性电极 铂碳电极 负极上通h2 正极上通o2 电解质溶液是koh溶液 2 电极反应 负极 正极 总反应式 2h2 o2 2h2o 2h2 4e 4oh 2h2o o2 4e 2h2o 4oh 5 新型燃料电池 甲醇 空气燃料电池 1 负极是钯碳 甲醇 正极是铂烧结镍 空气 电解质溶液是koh溶液 2 电极反应 负极 正极 总反应式 2ch3oh 3o2 4koh 2k2co3 6h2o 3o2 12e 6h2o 12oh 典例剖析 例1 2017 4月浙江选考 银锌电池是一种常见化学电源 其反应原理 zn ag2o h2o zn oh 2 2ag 其工作示意图如下 下列说法不正确的是 a zn电极是负极b ag2o电极发生还原反应c zn电极的电极反应式 zn 2e 2oh zn oh 2d 放电前后电解质溶液的ph保持不变 解析根据给出原电池原理反应 从化合价角度分析 zn化合价升高失去电子为负极 电解质为koh 电极方程式为zn 2e 2oh zn oh 2 a c正确 ag2o化合价降低为正极 被还原 b正确 总反应显示反应过程中消耗水 原溶液显碱性 所以碱性减弱 ph增大 答案d 例2 2016 浙江4月学考 mg h2o2电池是一种化学电源 以mg和石墨为电极 海水为电解质溶液 示意图如下 下列说法不正确的是 a 石墨电极是该电池的正极b 石墨电极上发生还原反应c mg电极的电极反应式 mg 2e mg2 d 电池工作时 电子从mg电极经导线流向石墨电极 再由石墨电极经电解质溶液流向mg电极 解析根据mg h2o2电池示意图得出 镁为负极 石墨为正极 a项 石墨电极是该电池的正极 a项正确 b项 石墨为正极 电极上发生还原反应 b项正确 c项 mg电极为负极 电极反应式 mg 2e mg2 c项正确 d项 电子不能通过电解质溶液 溶液中为离子导电 d项不正确 答案d 考点精练 1 2017 义乌市群星外国语高三 上 期中 爱迪生电池在充电和放电时发生的反应 fe nio2 2h2ofe oh 2 ni oh 2 下列该蓄电池推断不正确的是 a 放电时 fe参与负极反应 nio2参与正极反应b 充电时 阴极上的电极反应式为 fe oh 2 2e fe 2oh c 该蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中d 放电时 电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 解析a 放电是原电池 由电池总反应式可知放电时fe元素的化合价升高 被氧化 应为原电池的负极 nio2参与正极反应 故a正确 b 充电是电解池 由方程式可知此电池为碱性电池 反应方程式中不能出现h 所以充电时阴极和阳极的电极反应式就分别为 fe oh 2 2e fe 2oh ni oh 2 2oh 2e nio2 2h2o 故b正确 c 由方程式可知此电池为碱性电池 反应方程式中不能出现h 只能浸在碱性电解质溶液中 故c正确 d 放电时是原电池 负极 fe 2e 2oh fe oh 2 正极 nio2 2e 2h2o ni oh 2 2oh 电解质溶液中的阴离子向负极方向移动 故d错误 答案d 2 以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写 1 酸性介质 如h2so4 负极 正极 总反应式 2 碱性介质 如koh 负极 正极 总反应式 3 固体电解质 高温下能传导o2 负极 正极 总反应式 4 熔融碳酸盐 如熔融k2co3环境下 负极 正极 总反应式 方法技巧 电极反应式书写方法和步骤1 利用共存原则 确定电极产物因为物质得失