福建省晋江市首峰中学高考化学 专题六 第一单元 原电池 化学电源复习课件.ppt

第二单元原电池化学电源 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 了解常见的化学电源 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用 3 了解研制新型化学电源的重要性 认识化学在解决能源危机中的重要作用 1 原电池工作原理及电极 电池反应式的书写 2 新型的电池的开发与应用 3 原电池在能源危机中的作用 1 两个 的电极 或一种金属和一种可以导电的非金属 2 将电极插入 中 3 用导线连接电极 或直接接触 4 能自发进行 反应 一 原电池1 装置特点 把 转化成 2 构成条件 化学能 电能 活动性不同 两种金属 电解质溶液 形成闭合回路 氧化还原 3 工作原理 以铜锌原电池为例 锌 铜 zn 2e zn2 cu2 2e cu 氧化 还原 cu zn cu2 zn2 cu 锌 原电池内部阴 阳离子如何移动 为什么 提示阴离子向负极移动 阳离子向正极移动 这是因为负极失电子 生成大量阳离子聚集在负极附近 致使该极附近有大量正电荷 所以溶液中的阴离子要移向负极 正极得电子 该极附近的阳离子因得电子生成电中性物质而使该极附近带负电荷 所以溶液中阳离子要移向正极 1 银锌钮扣电池 电极材料分别为ag2o和zn 电解质溶液为koh溶液 负极 zn 正极 ag2o ag2o h2o 2e 2ag 2oh 电池反应方程式 2 碱性锌锰电池 电解质为koh负极 正极 电池反应方程式 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 二 化学电源1 一次电池反应原理 不能充电 不能反复使用 zn 2oh 2e zno h2o zn ag2o zno 2ag zn 2e 2oh zn oh 2 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 2 二次电池 可充电 可多次重复使用 铅蓄电池是最常见的二次电池 总反应为 3 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 2h2 4e 4h 2h2 4oh 4e 4h2o o2 4h 4e 2h2o o2 2h2o 4e 4oh 可充电电池充电时电极与外接电源的正 负极如何连接 提示可充电电池充电时的电极接法为 2 原电池的正负极的判断 1 原理图示 必考点39原电池原理在新型电池中的应用 某同学设想以如图所示的装置用电化学原理生产硫酸 1 写出通入so2的电极的电极反应式 2 质子膜上h 的移动方向是向 填 左 或 右 典例1 3 甲同学认为 图中导线连接的x处必须接一个电源 且左边为正极 这样该电化学反应才可以发生 你的观点是 填 有必要 或 无必要 理由是 思维引入反应原理是so2 o2生产h2so4 类似于燃料电池 so2在负极发生氧化反应 o2在正极发生还原反应 解析so2被o2氧化是一个有自发进行倾向的氧化还原反应 通入so2的一极作负极 电子经x从左向右移动 溶液中的h 也从左向右移动 答案 1 so2 2h2o 2e so42 4h 2 右 3 无必要so2被o2氧化是一个可以自发进行的氧化还原反应 燃料电池是原电池原理在新型电池中的重要应用 是高考的热点 注意以下三个问题1 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 2 燃料电池在负极上发生氧化反应的是燃料 如h2 ch4 ch3oh等 在正极上参与反应的是空气或氧气 3 书写电极反应方程式时 酸性条件下用h 和h2o配平 碱性条件下可用oh 和h2o来配平 传导介质往往在一极生成另一极消耗 一个自发进行的氧化还原反应 设计成原电池时反应速率增大 例如 在zn与稀硫酸反应时加入少量cuso4溶液能使产生h2的反应速率加快 两种金属分别作原电池的两极时 一般作负极的金属比作正极的金属活泼 例如 有两种金属a b 用导线连接后插入到稀h2so4中 观察到a溶解 b极上有气泡产生 则金属a作负极 比金属b活泼 必考点40原电池原理的应用 1 加快氧化还原反应的速率 2 比较金属活动性强弱 使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护 例如 要保护一个铁制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 3 用于金属的防护 根据氧化还原反应 2ag aq cu s cu2 aq 2ag s 画出原电池示意图并在图中加入电流表 注明电极材料名称和电解质溶液 其中盐桥为琼胶 饱和kno3盐桥 请回答下列问题 1 银电极为电池的 极 写出两电极的电极反应式 ag电极 典例3 cu电极 2 外电路中的电子是从 电极流向 电极 3 盐桥中向cuso4溶液中迁移的离子是 填序号 a k b no3 c ag d so42 思维引入将总反应拆成氧化反应 还原反应两个半反应分析 选择相应的电极材料和电解质溶液 再根据原电池原理解答 解析由反应化学方程式可知 该电池的电极反应式为 正极 2ag 2e 2ag负极 cu 2e cu2 所以负极应为cu 正极为ag 电解质溶液应为cuso4溶液和agno3溶液 外电路中的电子从cu极流向ag极 盐桥中的k 移向正极 ag极 no3 移向负极 cu极 答案 1 正2ag 2e 2agcu 2e cu2 2 cuag 3 b 1 2011 北京理综 8 结合下图判断 下列叙述正确的是 a 和 中正极均被保护b 和 中负极反应均是fe 2e fe2 c 和 中正极反应均是o2 2h2o 4e 4oh d 和 中分别加入少量k3 fe cn 6 溶液 均有蓝色沉淀 解析a项两个装置都是原电池 负极都是活泼金属 根据原电池原理可知 原电池对正极起到了保护作用 故a正确 b项 中的负极反应为zn 2e zn2 故b错误 c项 中的正极反应为2h 2e h2 故c错误 d项 中不能生成蓝色沉淀 答案a 2 2010 全国新课标 12 根据下图 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 解析由电极可知金属活泼性 cd co ag 其离子氧化性 cd2 co2 ag 利用氧化还原反应的规律可知 只有a项的离子方程式不能发生 答案a 2 2012 福建理综 9 将下图所示实验装置的k闭合 下列判断正确的是 a cu电极上发生还原反应b 电子沿zn a b cu路径流动 c 片刻后甲池中c so42 增大d 片刻后可观察到滤纸b点变红色解析本题综合考查了电极反应 电子流向以及溶液中离子移动的方向等知识 将装置中k闭合 该装置构成原电池 用该原电池来电解饱和硫酸钠溶液 铜是原电池的正极 发生还原反应 a项正确 在硫酸钠溶液中导电是离子而不是电子 b项错误 该装置工作过程中 甲乙两烧杯中的so42 的浓度都不改变 只是盐桥中的cl 和k 分别向甲乙两烧杯中移动 故c项错误 b为阳极 溶液中的oh 失去电子 c oh 减小 c h 增大 b处滤纸不可能变红色 故d项错误 答案a 3 2011 安徽 12 研究人员最近发现了一种 水 电池 这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电 在海水中电池总反应可表示为 5mno2 2ag 2nacl na2mn5o10 2agcl 下列 水 电池在海水中放电时的有关说法正确的是 a 正极反应式 ag cl e agclb 每生成1molna2mn5o10转移2mol电子c na 不断向 水 电池的负极移动d agcl是还原产物解析a选项应该是负极反应式 c选项钠离子应向正极移动 d选项agcl为氧化产物 答案b 例1 2010 全国卷 10 如图是一种染料敏化太阳能电池的示意图 电池的一个电极由有机光敏燃料 s 涂覆在tio2纳米晶体表面制成 另一电极由导电玻璃镀铂构成 电池中发生的反应为 tio2 s tio2 s e i3 2e 3i 2tio2 s 3i 2tio2 s i3 原电池的电极判断 a 电池工作时 是将太阳能转化为电能b 电池工作时 i 在镀铂导电玻璃电极上放电c 电池中镀铂导电玻璃为正极d 电池的电解质溶液中i 和i3 的浓度不会减少解析从示意图可看出在光照条件下外电路中电子由负极流向正极 也即镀铂导电玻璃电极作正极 发生还原反应 i3 2e 3i b错误 c正确 太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置 本题中的电极材料和电解质溶液只起到导电的作用 i 和i3 的浓度不会减少 a d正确 答案b 下列关于该电池叙述错误的是 例2 2010 浙江 9 li al fes电池是一种正在开发的车载电池 该电池中正极的电极反应式为 2li fes 2e li2s fe 有关该电池的下列说法中 正确的是 a li al在电池中作为负极材料 该材料中li的化合价为 1价b 该电池的电池反应式为 2li fes li2s fec 负极的电极反应式为 a