新（浙江专用）高考化学二轮复习 专题14 原电池 化学电源课件.ppt

专题14原电池化学电源 内容索引 考点一原电池的工作原理 考点二常见化学电源 考点一原电池的工作原理 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 2 工作原理 答案 氧化还原反应 1 反应原理 氧化反应 还原反应 答案 2 原理归纳 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 盐桥原电池 加试 1 构造 2 盐桥的组成和作用 盐桥中装有饱和的kcl kno3等溶液和琼脂制成的胶冻 盐桥的作用a 连接内电路 形成闭合回路 b 平衡电荷 使原电池不断产生电流 盐桥含饱和kcl溶液 k 移向正极 cl 移向负极 3 单池原电池和盐桥原电池的对比 图1和图2两装置的相同点 正负极 电极反应 总反应 反应现象 负极 zn 2e zn2 正极 cu2 2e cu总反应 zn cu2 cu zn2 不同点 图1中zn在cuso4溶液中直接接触cu2 会有一部分zn与cu2 直接反应 该装置中既有化学能和电能的转化 又有一部分化学能转化成了热能 装置的温度会升高 图2中zn和cuso4溶液分别在两个池子中 zn与cu2 不直接接触 不存在zn与cu2 直接反应的过程 所以仅是化学能转化成了电能 电流稳定 且持续时间长 关键点 盐桥原电池中 还原剂在负极区 而氧化剂在正极区 正误辨析 正误判断 正确的打 错误的打 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 其他条件均相同 带有 盐桥 的原电池比不带 盐桥 的原电池电流持续时间长 答案 5 在铜锌原电池中 因为有电子通过电解质溶液 形成闭合回路 所以有电流产生 6 原电池工作时 溶液中的阳离子向负极移动 盐桥中的阳离子向正极移动 答案 题组一原电池装置的判断及应用 1 2 3 1 下面装置中 能构成原电池的是 填序号 4 5 6 7 答案 8 9 10 11 2 2015 浙江10月选考 16 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 在铜锌原电池中 以硫酸铜为电解质溶液 锌为 极 电极上发生的是 填 氧化 或 还原 反应 电极反应式为 负 氧化 zn 2e zn2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 锌片上观察到的现象为 铜为 极 电极上发生的 填 氧化 或 还原 反应 电极反应式是 铜片上观察到的现象是 原电池总反应的离子方程式为 锌片溶解 正 还原 cu2 2e cu 铜极变粗 cu2 zn2 cu zn 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 题组二原电池正 负极的判断 加试 4 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 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析a项 内电路中不存在电子的移动 b项 若是由铝 镁 氢氧化钠溶液构成的原电池 则负极是铝 c项 若是由锌 铜 硫酸铜溶液构成的原电池 则正极表面析出铜 没有气泡产生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 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6h2o 6e 6oh 3h2 c 中fe作负极 电极反应式为fe 2e fe2 d 中cu作正极 电极反应式为2h 2e h2 解析 练后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 中mg不与naoh溶液反应 而al能和naoh溶液反应失去电子 故al是负极 中fe在浓硝酸中钝化 cu和浓hno3反应失去电子作负极 a c错 中电池总反应为2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 负极反应式为2al 8oh 6e 2alo 4h2o 二者相减得到正极反应式为6h2o 6e 6oh 3h2 b正确 中cu是正极 电极反应式为o2 2h2o 4e 4oh d错 练后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 练后反思 练后反思 1 规避原电池工作原理的3个失分点 1 原电池闭合回路的形成有多种方式 可以是导线连接两个电极 也可以是两电极相接触 2 电解质溶液中阴 阳离子的定向移动 与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路 3 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 原电池正 负极判断方法 说明原电池的正极和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 活泼电极一定作负极 的思维定势 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6 2016 绍兴调研 根据下图 下列判断中正确的是 a 烧杯a中的溶液ph降低b 烧杯b中发生氧化反应c 烧杯a中发生的反应为2h 2e h2 d 烧杯b中发生的反应为2cl 2e cl2 题组三盐桥原电池 加试 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析由题给原电池装置可知 电子经过导线 由zn电极流向fe电极 则o2在fe电极发生还原反应 o2 2h2o 4e 4oh 烧杯a中c oh 增大 溶液的ph升高 烧杯b中 zn发生氧化反应 zn 2e zn2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7 如图所示 杠杆ab两端分别挂有体积相同 质量相等的空心铜球和空心铁球 调节杠杆并使其保持平衡 然后小心地向水槽中滴入浓cuso4溶液 一段时间后 下列有关杠杆的偏向判断正确的是 实验过程中 不考虑两球的浮力变化 a 杠杆为导体或绝缘体时 均为a端高b端低b 杠杆为导体或绝缘体时 均为a端低b端高c 当杠杆为导体时 a端低b端高d 当杠杆为导体时 a端高b端低 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析当杠杆为导体时 构成原电池 fe作负极 cu作正极 电极反应式分别为负极 fe 2e fe2 正极 cu2 2e cu 铜球质量增加 铁球质量减少 杠杆a端低b端高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8 控制适合的条件 将反应2fe3 2i 2fe2 i2设计成如下图所示的原电池 下列判断不正确的是 a 反应开始时 乙中石墨电极上发生氧化反应b 反应开始时 甲中石墨电极上fe3 被还原c 电流计读数为零时 反应达到化学平衡状态d 电流计读数为零后 在甲中溶入fecl2固体 乙中的石墨电极为负极 解析 练后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析由图示结合原电池原理分析可知 fe3 得电子变成fe2 被还原 i 失去电子变成i2被氧化 所以a b正确 电流计读数为零时 fe3 得电子速率等于fe2 失电子速率 反应达到平衡状态 c正确 在甲中溶入fecl2固体 平衡2fe3 2i 2fe2 i2向左移动 i2被还原为i 乙中石墨为正极 d不正确 练后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 练后反思 平衡移动与盐桥作用 当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时 可逆反应达到化学平衡状态 电流计示数为零 当电流计指针往相反方向偏转 暗示电路中电子流向相反 说明化学平衡移动方向相反 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 题组四原电池原理的应用 应用一判断金属的活动性 9 有a b c d e五块金属片 进行如下实验 1 a b用导线相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 a极为负极 活动性 2 c d用导线相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 电流由d 导线 c 活动性 a b c d 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 a c相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 c极产生大量气泡 活动性 4 b d相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 d极发生氧化反应 活动性 5 用惰性电极电解含b离子和e离子的溶液 e先析出 活动性 综上所述 这五种金属的活动性从强到弱的顺序为 a c d b b e a c d b e 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10 2016 浙江乐清芙蓉中学高一5月月考 有a b c d四块金属片 进行如下实验 a b用导线相连后 同时插入稀h2so4中 a极为负极 c d用导线相连后 同时浸入稀h2so4中 电子由c 导线 d a c相连后 同时浸入稀h2so4 c极产生大量气泡 b d相连后 同时浸入稀h2so4中 d极发生氧化反应 则四种金属的活动性顺序为 a a b c db c a b dc a c d bd b d c a 练后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 比较金属活动性顺序的思维模型 1 思路归纳依据原理 判断正负极 比较活动性 2 方法归纳 根据原电池 一般情况下 负极大于正极 根据电解池 易得电子的金属阳离子 相应金属的活动性较弱 根据金属活动性顺序表 练后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 应用二设计原电池 画出装置图 11 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 cu 2e cu2 2fe3 2e 2fe2 易错提醒 答案 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 易错提醒 装置图 常见失分点提示 1 不注明电极材料名称或元素符号 2 不画出电解质溶液 或画出但不标注 3 误把盐桥画成导线 4 不能连成闭合回路 提醒只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池将化学能转化成电能 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 考点二常见化学电源 1 碱性锌锰电池 一次电池 电池组成 锌 碳棒 二氧化锰 氯化锌 氯化铵特点 用途广泛正极反应 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 负极反应 总反应 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 zn 2oh 2e zn oh 2 答案 2 银锌钮扣电池 一次电池 电池组成 锌 氧化银 氢氧化钾溶液特点 放电平稳 电流大负极反应 zn 2oh 2e zn oh 2 正极反应 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 总反应 zn ag2o h2o zn oh 2 2ag 答案 3 铅蓄电池 二次电池 电池组成 铅 二氧化铅 硫酸特点 广泛用于机动车辆铅蓄电池是最常见的二次电池 负极材料是 正极材料是 1 放电时的反应 pbo2 pb 负极反应 正极反应 答案 2 充电时的反应 阴极反应 阳极反应 总反应 答案 4 镍氢电池 二次电池电池组成 贮氢合金 泡沫氧化镍 氢氧化钾溶液特点 寿命长 性能好 比能量高 1 放电时的反应负极反应 mh e oh m h2o正极反应 nio oh e h2o ni oh 2 oh 2 充电时的反应阴极反应 m h2o e mh oh 阳极反应 ni oh 2 oh e nio oh h2o 说明 1 mh表示贮氢合金m中吸收结合的氢 2 可逆电池的充 放电不能理解为可逆反应 5 氢氧燃料电池电池组成 铂碳 氢气 铂碳 氧气 氢氧化钾溶液 或h2so4溶液 特点 用于航天飞机 牵引车等 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 o2 4e 4h 2h2o 2h2 4oh 4e 4h2o 答案 答案 正误辨析 1 在碱性锌锰电池中 正极碳棒不参与电极反应 起导电作用 2 银锌钮扣电池工作一段时间后 溶液的ph不会发生很大变化 3 在原电池中 一般情况下 阴离子移向负极 阳离子移向正极 而在铅蓄电池中 so向两极均移动 4 燃料电池的电极不参与反应 有很强的催化活性 起导电作用 题组一常见电池考查 1 2 3 1 2016 浙江乐清市芙蓉中学高一5月月考 人造地球卫星用到的一种高能电池 银锌电池 它在放电时的电极反应为zn 2oh 2e zno h2o ag2o h2o 2e 2ag 2oh 据此判断 氧化银是 a 负极 被氧化b 负极 被还原c 正极 被还原d 正极 被氧化 4 5 6 2 2016 杭州高一第二学期期末考试押题卷 氢氧燃料电池是一种新能源电池 如图为氢氧燃料电池示意图 下列说法不正确的是 a 该装置能将化学能转化为电能b a极是正极 b极是负极c 电子由a极通过导线流向b极d 产物为无污染的水 属于环境友好电池 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 题组二燃料电池电极反应式的书写 3 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 ch4 8e 2h2o co2 8h 2o2 8e 8h 4h2och4 2o2 co2 2h2o 答案 1 2 3 4 5 6 2 碱性介质 如koh 负极 正极 总反应式 答案 1 2 3 4 5 6 3 固体电解质 高温下能传导o2 负极 正极 总反应式 ch4 8e 4o2 co2 2h2o2o2 8e 4o2 ch4 2o2 co2 2h2o 答案 1 2 3 4 5 6 4 熔融碳酸盐 如熔融k2co3 环境下负极 正极 总反应式 答案 1 2 3 4 5 6 题组三可逆电池的考查 4 一种碳纳米管能够吸附氢气 可作二次电池 如下图所示 的碳电极 该电池的电解质溶液为6mol l 1的koh溶液 1 2 3 4 5 6 1 写出放电时的正 负极电极反应式 2 写出充电时的阴 阳极电极反应式 答案 1 负极 h2 2e 2oh 2h2o 正极 2nio oh 2h2o 2e 2ni oh 2 2oh 2 阴极 2h2o 2e h2 2oh 阳极 2ni oh 2 2oh 2e 2nio oh 2h2o 答案 技巧点拨 1 2 3 4 5 6 技巧点拨负极与阴极颠倒 正极与阳极颠倒 即得各 自电极反应式 题组四新型电池的考查 5 2016