高考化学一轮复习 3.1 原电池 化学电源课件 新人教版.ppt

第三单元化学反应与能量 第1节原电池化学电源 3 4 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 导学诱思下列装置可以形成原电池的是b 并写出形成原电池的电极材料及电极反应 电解质溶液中的阴离子向负极移动 阳离子向正极移动 形成电流 考点一原电池的工作原理及正负极判断 5 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 落实基础1 概念原电池是将化学能转变为电能的装置 2 工作原理如图以铜锌原电池为例 1 在znso4溶液中 锌片逐渐溶解 即zn被氧化 锌原子失电子 形成zn2 进入溶液 从锌片上释放出的电子 经过导线流向cu 溶液中的cu2 从铜片上得电子 还原成为cu并沉积在铜片上 2 电子流向 从负极流向正极 3 电流方向 从正极 cu 流向负极 zn 6 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 7 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 8 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 考查角度一原电池的工作原理例1控制适合的条件 将反应设计成如图所示的原电池 盐桥装有琼脂 硝酸钾溶液 灵敏电流计的0刻度居中 左右均有刻度 已知接通后 观察到电流计指针向右偏转 下列判断正确的是 a 在外电路中 电子从石墨电极流向银电极b 盐桥中的k 移向乙烧杯c 一段时间后 电流计指针反向偏转 越过0刻度 向左边偏转d 电流计指针居中后 往甲烧杯中加入一定量的铁粉 电流计指针将向左偏转 答案 解析 9 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 互动探究 1 把a选项改为 在内电路中 电子从石墨电极流向银电极 是否正确 改为 电流从石墨电极通过灵敏电流计到银电极 然后通过盐桥到石墨电极 是否正确 2 把b选项中的 k 改为 是否正确 撤掉盐桥是否还能构成原电池 3 开始时 乙烧杯中发生的反应是氧化反应 填 氧化反应 或 还原反应 答案 1 不正确 电子不能通过电解质溶液 正确 从形成闭合回路 由定向移动的粒子形成电流的角度解答 2 正确 不能 10 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 方法指导我们在复习原电池的工作原理时要从两个方面进行分析 1 闭合回路 闭合回路实质包含两部分 导线中电子的流向和电解质溶液中阴阳离子的流向 两部分共同构成一个完整的闭合回路 注意 无论在原电池还是在电解池中 电子均不能通过电解质溶液 导线中的电子 带负电荷 是从负极流向正极 而原电池内溶液中阴离子 带负电荷 从正极流向负极 这样才能形成闭合回路 2 氧化还原反应 负极发生失电子的氧化反应 正极发生得电子的还原反应 3 原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数 11 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 考查角度二原电池正 负极的判断例2下列有关原电池的说法中正确的是 a 在内电路中 电子由正极流向负极b 在原电池中 相对较活泼的金属作负极 不活泼的金属作正极c 原电池工作时 正极表面一定有气泡产生d 原电池工作时 可能会伴随着热能变化 答案 解析 12 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 方法指导判断原电池的正负极需抓住闭合回路和氧化还原反应进行分析 如图 注意 原电池的正负极与电极材料的性质有关 也与电解质溶液有关 不要形成思维定式 活泼金属一定作负极 13 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 1 2015全国 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 答案 解析 14 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 2 2014全国 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系 下列叙述错误的是 a a为电池的正极c 放电时 a极锂的化合价发生变化d 放电时 溶液中li 从b向a迁移 答案 解析 15 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 有关上述两种电池说法正确的是 a 锂离子电池放电时 li 向负极迁移b 锂硫电池充电时 锂电极发生还原反应c 理论上两种电池的比能量相同d 上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 答案 解析 16 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 4 2013全国 zebra 蓄电池的结构如图所示 电极材料多孔ni nicl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔 下列关于该电池的叙述错误的是 a 电池反应中有nacl生成b 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子d 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动 答案 解析 17 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 5 2013安徽理综 热激活电池可用作火箭 导弹的工作电源 一种热激活电池的基本结构如图所示 其中作为电解质的无水licl kcl混合物受热熔融后 电池即可瞬间输出电能 该电池总反应为 下列有关说法正确的是 b 放电过程中 li 向负极移动c 每转移0 1mol电子 理论上生成20 7gpbd 常温时 在正负极间接上电流表或检流计 指针不偏转 答案 解析 18 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 考点二原电池原理的应用导学诱思 1 用稀硫酸与锌粒反应制取氢气 加入少量硫酸铜可以加快化学反应速率的原因 zn与cuso4反应生成cu 形成铜锌原电池 可以加快反应速率 2 a b两种金属用导线连接 放入稀硫酸中 b的质量逐渐减小 则两种金属的活动性a b 19 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 落实基础原电池在化工 农业生产及科学研究中的应用1 加快氧化还原反应速率一个自发的氧化还原反应 设计成原电池时反应速率增大 例如zn与稀硫酸反应时加入少量的cuso4溶液能使产生氢气的速率加快 2 比较金属活动性强弱金属分别作原电池的两极时 一般作负极的金属活动性比正极的强 3 用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护 例如 保护铁制输水管或钢铁桥梁 可用导线将其和一块锌块相连 使zn作原电池的负极 20 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 考查角度一原电池的设计例1已知电极材料 铁 铜 银 石墨 锌 铝 电解质溶液 cucl2溶液 naoh溶液 盐酸 按要求回答下列问题 1 电工经常说的一句口头禅 铜接铝 瞎糊弄 所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用 说明原因 2 通常说的燃料电池都以铂为电极 将燃烧反应的化学能转化为电能 在燃料电池中 可燃物在极反应 在另一极反应 21 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 3 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 负极 正极 并在方框内画出实验装置图 答案 解析 22 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 方法指导设计制作化学电源 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 电解质溶液一般要能够与负极发生反应 或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应 如溶解于溶液中的氧气 但如果两个半反应分别在两个容器中进行 中间连接盐桥 则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子 如在cu zn 硫酸构成的原电池中 负极zn浸泡在含有zn2 的电解质溶液中 而正极cu浸泡在含有cu2 的电解质溶液中 23 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 考查角度二判断金属活动性例2 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 答案 解析 24 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 解析 25 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 方法指导 1 原电池反应中 两极材料本身不一定发生反应 如氢氧燃料电池中两极本身不参与反应 参与反应的是h2和o2 2 可充电电池充电时应将可充电电池的负极接外电源的负极 正极接外电源的正极 3 原电池放电时 正负极质量有可能均增大 如铅蓄电池放电时正极pbo2生成pbso4 负极pb生成pbso4 正负极质量均增大 26 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 1 2015天津理综 锌铜原电池装置如图所示 其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过 下列有关叙述正确的是 a 铜电极上发生氧化反应b 电池工作一段时间后 甲池的c 减小c 电池工作一段时间后 乙池溶液的总质量增加d 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动 保持溶液中电荷平衡 答案 解析 27 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 2 2014北京理综 下列电池工作时 o2在正极放电的是 答案 解析 28 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 3 2013全国 银质器皿日久表面会逐渐变黑 这是生成了ag2s的缘故 根据电化学原理可进行如下处理 在铝质容器中加入食盐溶液 再将变黑的银器浸入该溶液中 一段时间后发现黑色会褪去 下列说法正确的是 a 处理过程中银器一直保持恒重b 银器为正极 ag2s被还原生成单质银d 黑色褪去的原因是黑色ag2s转化为白色agcl 答案 解析 29 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 4 2013广东理综 能量之间可相互转化 电解食盐水制备cl2是将电能转化为化学能 而原电池可将化学能转化为电能 设计两种类型的原电池 探究其能量转化效率 限选材料 znso4 aq feso4 aq cuso4 aq 铜片 铁片 锌片和导线 1 完成原电池甲的装置示意图 如图 并作相应标注 要求 在同一烧杯中 电极与溶液含相同的金属元素 30 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 2 以铜片为电极之一 cuso4 aq 为电解质溶液 只在一个烧杯中组装原电池乙 工作一段时间后 可观察到负极 3 甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 其原因是 4 根据牺牲阳极的阴极保护法原理 为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀 在限选材料中应选作阳极 31 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 答案 1 2 金属逐渐溶解 3 甲甲电池 使用盐桥 可以避免锌和铜离子的接触 从而避免能量损失 提高电池效率 提供稳定的电流 4 zn 32 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 解析 1 因为题给图中电子流向为从左到右 故左侧为原电池的负极 右侧为正极 所以设计原电池时可以在左侧烧杯内盛放znso4 aq 电极选用锌片 右侧烧杯内盛放cuso4 aq 电极选用铜片 如图 33 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 高考微题组 2 由所给的电极材料可知 当铜片作电极时 铜片一定是正极 则负极是活泼的金属 失电子发生氧化反应 反应的现象是负极逐渐溶解 3 以zn和cu作电极为例 如果不用盐桥则除了发生电化学反应外 还会使zn和cuso4直接反应 不能转化为电能 而盐桥的使用 可以避免zn和cu2 的接触 从而避免电量损失 提高电池效率 提供稳定的电流 4 根据牺牲阳极的阴极保护法 可知被保护的金属作阴极 比其活泼的金属作阳极 即应选zn作为阳极 34 原电池电极反应的书写原电池电极反应的书写是近几年高考的重点 也是难点 出题形式常常给出信息让我们书写一些不常见的电极反应 所以同学们在复习本部分知识时 一定不要死记硬背一些电极反应 而要掌握方法 这样才能以不变应万变 注意 1 因为电极反应是氧化还原反应的一半 所以书写时一定要与氧化还原型离子方程式书写方法相联系 2 电极反应一定是离子反应 35 36 37 38 39 40 2 非水溶液中的电极反应书写步骤与水溶液中类似 只是步骤4中改用题中所给阴 阳离子配平电荷 41 例2某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定co的浓度 其装置如图所示 该电池中电解质为氧化钇 氧化钠 其中o2 可以在固体介质namcon中自由移动 解析 42 3 分析实验现象 判断电极反应的正误分析电极及电极区的ph及实验现象时 要从电极反应入手 分析电解质溶液的ph及实验现象时 要从电池反应入手 43 答案 解析 44 b 放电时 交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成c 若用nacl溶液代替盐酸 则电池总反应随之改变d 当电路中转移0 01mole 时 交换膜左侧溶液中约减少0 02mol离子 答案 解析 45 2 2015四川理综 feso4在一定条件下可制得fes2 二硫化亚铁 纳米材料 该材料可用于制造高容量锂电池 电池放电时的总反应为 答案 解析 46 3 nox是汽车尾气中的主要污染物之一 通过nox传感器可监测nox的含量 其工作原理示意图如下 1 pt电极上发生的是反应 填 氧化 或 还原 2 写出nio电极的电极反应 答案 解析 47 2 1 3 4 6 5 考点一原电池的工作原理及正负极判断1 铜锌原电池装置 如图 下列分析正确的是 a 一段时间后两烧杯中c zn2 c cu2 均减小b 原电池工作时 cu电极流出电子 发生氧化反应d 盐桥中装有含氯化钾的琼脂 其作用是传递电子 答案 解析 48 2 1 3 4 6 5 2 甲醇燃料电池体积小巧 洁净环保 理论能量比高 已在便携式通信设备 汽车等领域应用 某新型甲醇燃料电池的总反应为下图是该燃料电池的示意图 下列说法错误的是 a 燃料电池将化学能转化为电能b a是甲醇 b是氧气c 质子从m电极区穿过交换膜移向n电极区 答案 解析 49 4 3 1 2 6 5 3 某小组为研究原电池原理 设