高考化学一轮复习 第六章 原电池 化学电源课件 鲁科版.ppt

原电池化学电源 栏目索引 考点一原电池及其工作原理 考点二原电池原理的 四个 应用 考点三化学电源 课堂小结 真题巧妙发掘 考点四盐桥原电池的专题突破 考点一原电池及其工作原理 知识梳理 1 概念把化学能转化为电能的装置 2 形成条件 1 一看反应 看是否有能自发进行的氧化还原反应发生 2 二看两电极 一般是金属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 3 工作原理 以下图铜 锌原电池为例 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 在原电池中 发生氧化反应的一极是负极 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 使两个烧杯中的溶液形成一个导电通路 使溶液保持电中性 氧化还原反应能顺利进行产生持续的电流 3 两个半电池构成的原电池中 盐桥的作用是什么 2 在下列原电池图示中依据电子流向和离子移动方向画出形成闭合回路的原理 使两个烧杯中的溶液形成一个导电通路 使溶液保持电中性 氧化还原反应能顺利进行产生持续的电流 2 根据右图 可判断出下列离子方程式中错误的是 a 2ag s cd2 aq 2ag aq cd s b co2 aq cd s co s cd2 aq c 2ag aq cd s 2ag s cd2 aq d 2ag aq co s 2ag s co2 aq 题组一原电池构的判断 1 下列示意图中能构成原电池的是 1 解析 cu与稀硫酸不反应 a装置不能构成原电池 al与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应 b装置能构成原电池 c装置中的 导线 不是盐桥 不能构成原电池 d装置中缺少盐桥 b a 2 解析 从两个原电池的电极可以判断出三种金属的活动性关系为 cd co ag 则氧化性关系为 cd2 co2 ag 根据氧化还原反应规律知a项错误 题组二原电池正负极的判断 3 如图所示装置中 观察到电流计指针偏转 m棒变粗 n棒变细 由此判断表中所列m n p物质 其中可以成立的是 解析 在装置中电流计指针发生偏转 说明该装置构成了原电池 根据正负极的判断方法 溶解的一极为负极 增重的一极为正极 所以m棒为正极 n棒为负极 且电解质溶液能析出固体 则只有c项正确 c 4 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 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在浓硝酸中易钝化 cu和浓hno3反应失去电子作负极 a错 c错 b 解析 中电池总反应为2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 负极电极反应式为2al 8oh 6e 2alo2 4h2o 二者相减得到正极电极反应式为6h2o 6e 6oh 3h2 b正确 中cu是正极 电极反应式为o2 2h2o 4e 4oh d错 考点二原电池原理的 四个 应用 4 用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护 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锌块相连 使锌作原电池的负极 2 为了保护海水中的钢铁闸门 需要连接某种金属 你认为该金属的活动性应比铁的活动性强还是弱 3 依据原电池原理将反应fe 2fecl3 3fecl2设计成一个原电池 比铁的活动性强 1 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 铜 铝接触在潮湿的环境中形成原电池 加快了铝的腐蚀 易造成电路断路 d cu 2e cu2 2fe3 2e 2fe2 题组一设计原电池 画出装置图 题组二判断金属的活泼性 3 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 a a b c d eb a c d b ec c a b d ed b d c a e b 解析 加入cuso4溶液 zn置换出cu 形成原电池 加快反应速率 1 a中zn减少 h2体积减小 2 中由于h2so4定量 产生h2的体积一样多 a b c 题组三加快氧化还原反应的速率 考点三化学电源 知识梳理 1 一次电池 碱性锌锰干电池 碱性锌锰干电池的工作原理如图 负极 zn 电极反应式 zn 2oh 2e zn oh 2正极 mno2 电极反应式 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 总反应 zn 2mno2 2h2o zn oh 2 2mnooh 2 二次电池 以铅蓄电池为例 1 放电时的反应 负极反应 pb so42 2e pbso4 正极反应 pbo2 4h so42 2e pbso4 2h2o 总反应 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 2 充电时的反应 阴极反应 pbso4 2e pb so42 阳极反应 pbso4 2h2o 2e pbo2 4h so42 总反应 2pbso4 2h2o pb pbo2 2h2so4 3 燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池 可分为酸性和碱性两种 1 可充电电池充电时电极与外接电源的正 负极如何连接 2 1 氢氧燃料电池以koh溶液作电解质溶液时 工作一段时间后 电解质溶液的浓度将 溶液的ph 填 减小 增大 或 不变 2 氢氧燃料电池以h2so4溶液作电解质溶液时 工作一段时间后 电解质溶液的浓度将 溶液的ph 填 减小 增大 或 不变 可充电电池充电时的电极接法为 增大 减小 减小 减小 题组一化学电源中电极反应式的书写 1 2015 新课标全国卷 26 1 酸性锌锰干电池是一种一次性电池 外壳为金属锌 中间是碳棒 其周围是由碳粉 mno2 zncl2和nh4cl等组成的糊状填充物 该电池放电过程产生mnooh 该电池的正极反应式为 电池反应的离子方程式为 mno2 h e mnooh 2mno2 zn 2h 2mnooh zn2 2 li socl2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lialcl4 socl2 电池的总反应可表示为4li 2socl2 4licl s so2 请回答下列问题 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 锂 4li 4e 4li 2socl2 4e 4cl s so2 3 以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法 1 酸性条件燃料电池总反应式 ch4 2o2 co2 2h2o 燃料电池正极反应式 o2 4h 4e 2h2o 负极反应式为 2 碱性条件燃料电池总反应式 ch4 2o2 2naoh na2co3 3h2o 燃料电池正极反应式 o2 2h2o 4e 4oh 负极反应式为 3 固体电解质 高温下能传导o2 燃料电池总反应式 ch4 2o2 co2 2h2o 燃料电池正极反应式 o2 4e 2o2 负极反应式为 ch4 4o2 8e co2 2h2o ch4 10oh 8e co32 7h2o 题组二燃料电池电极反应式的书写 解析 2得负极反应式 ch4 4co32 8e 5co2 2h2o 考点四盐桥原电池的专题突破 知识梳理 1 盐桥电池的构成特点 1 一般情况下 金属插入其可溶性盐溶液中 组成负极和正极 2 为使溶液保持电中性 盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路 3 盐桥电池的两个电极材料可以不同 也可以相同 但环境绝对不同 2 盐桥的作用 1 使整个装置构成闭合回路 代替两溶液直接接触 2 平衡电荷 如在zn znso4 cu cuso4原电池中zn失去电子形成zn2 进入znso4溶液 znso4溶液中因zn2 增多而带正电荷 同时 cuso4溶液则由于cu2 变成cu 使得so相对较多而带负电荷 通过盐桥中阴阳离子定向移动而使两半电池电解质溶液中正负电荷守恒而保持电中性 3 单池原电池和盐桥原电池的对比 2 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 3 关键点 盐桥原电池中 还原剂在负极区 而氧化剂在正极区 1 图1和图2两装置的相同点负极 zn 2e zn2 正极 cu2 2e cu总反应 zn cu2 cu zn2 在有盐桥的铜锌原电池中 电解质溶液的选择为什么要与电极材料的阳离子相同 如zn极对应的是硫酸锌 能不能是氯化铜或者氯化钠 提示 可以 如果该溶液中溶质的阳离子对应的金属单质比电极强的话没有问题 因为负极区发生的反应只是zn的溶解而已 但是如果比电极弱的话 例如硫酸铜 锌就会置换出铜 在表面形成原电池 减少供电量 使用盐桥就是为了避免这种情况 至于电解液要跟电极相同那只是一个做题的技巧 具体问题具体分析就行 1 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 调节杠杆并使其在水中保持平衡 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 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 铜球增重 铁球质量减轻 杠杆a低b高 c 2 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 完成原电池甲的装置示意图 见下图 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 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 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 zn和cu2 不直接接触 避免两种物质直接发生反应 从而避免了化学能转化为热能 提高电池效率 电极逐渐溶解变细 甲 高考还可以这样考 1 通入甲烷的一极作原电池的 极 填 正 或 负 下同 通入o2的一极作原电池的 极 2 该甲烷燃料电池中 负极反应式为 正极反应式为 3 电池工作时 燃料电池中oh 向哪一极移动 k 向