高中化学 第一部分 专题1 第二单元 第一课时 原电池的工作原理和化学电源课件 苏教版选修4.ppt

第二单元化学能与电能的转化 第一课时原电池的工作原理和化学电源 晨背关键语句 理解教材新知 应用创新演练 把握热点考向 知识点一 知识点二 考向一 考向二 考向三 专题1化学反应与能量变化 随堂基础巩固 课时跟踪训练 第二单元化学能与电能的转化 第一课时原电池的工作原理和化学电源 1 原电池构成 三条件 1 正负两个电极 2 电解质溶液 3 形成闭合回路 2 原电池正 负极判断的 五招 1 负极 活泼性较强的金属 流出电子 发生氧化反应 阴离子流向的极 电极不断溶解 质量减少 的极 2 正极 活泼性较弱的金属或非金属 流入电子 发生还原反应 阳离子流向的极 电极增重或有气体产生的极 1 实验探究 自学教材 填要点 1 现象 锌片逐渐 铜片上有 电流计指针发生 2 结论 导线上有通过 溶解 红色物质析出 偏转 电流 2 原电池 1 概念 将转化为的装置 2 构成条件 化学能 电能 3 工作原理 1 原理分析 负极 正极 失电子 得电子 电子流出 电子流入 氧化反应 还原反应 zn 2e zn2 cu2 2e cu zn cuso4 znso4 cu 2 盐桥 师生互动 解疑难 判断原电池的正 负极 1 下列四位同学的说法正确的是 解析 在原电池中 较活泼的金属作负极 失去电子发生氧化反应 电子从负极流出经导线流向正极 内电路中 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 故只有a项正确 答案 a 自学教材 填要点 1 一次电池 1 特点 只能 不能 消耗到一定程度就不能再使用 放电 充电 2 常见一次电池 普通锌锰干电池 碱性锌锰干电池 2 二次电池 1 特点 既可以 又可以 2 常见二次电池 铅蓄电池 放电 充电 3 燃料电池 1 特点 连续地将燃料和氧化剂的直接转化成 能量利用率高 小 2 电极反应 碱性环境 负极 化学能 电能 污染 h2 2e 2oh 2h2o 师生互动 解疑难 1 电极反应式书写 两情况 1 如果题目给定的是图示装置 先分析正 负极 再根据正 负极反应规律写电极反应式 2 如果题目给定的是总反应式 可分析此反应中的氧化反应或还原反应 分析有关元素的化合价变化情况 可选择一个简单变化情况写电极反应式 另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式 用总反应式减去已写出的电极反应式即可 加 减法 加 减法书写电极反应式归纳 电池总反应 还原剂 氧化剂 介质 氧化产物 还原产物 其他 负极 还原剂 介质 ne 氧化产物 还原剂失去电子 发生氧化反应 正极 氧化剂 介质 ne 还原产物 氧化剂得到电子 发生还原反应 2 氢氧燃料电池电极反应式的书写 模板 解析 据总电池反应式可知负极失电子物质是zn 正极得电子物质为mno2 且介质参与该极反应 答案 d 例1 2011 福建高考 研究人员研制出一种锂水电池 可作为鱼雷和潜艇的储备电源 该电池以金属锂和钢板为电极材料 以lioh为电解质 使用时加入水即可放电 关于该电池的下列说法不正确的是 a 水既是氧化剂又是溶剂b 放电时正极上有氢气生成c 放电时oh 向正极移动d 总反应为 2li 2h2o 2lioh h2 解析 锂较活泼 与水发生自发的氧化还原反应 2li 2h2o 2lioh h2 故li为负极 失电子成为li 钢板为正极 放电时正极产生h2 在该反应中h2o作氧化剂 同时又作溶剂 溶液中离子移动方向 oh 向负极移动 故a b d正确 c错误 答案 c 原电池工作原理考查 五方面 方面1 判断原电池的正 负极 方面2 判断电子 或电流 移动方向 方面3 判断阴 阳离子的移动方向 方面4 判断电极反应类型及正误 方面5 判断电极反应式的正误 1 如图所示的装置中 在产生电流时 以下说法不正确的是 a fe是负极 c是正极b 负极反应式为 fe 3e fe3 c 内电路中阴离子移向fecl2溶液d 电流由石墨电极流向fe电极 解析 据电极材料及电解质溶液知 铁为负极 失电子 电极反应为fe 2e fe2 正极为碳 电极反应为fe3 e fe2 总电池反应为fe 2fecl3 3fecl2 a正确 b错误 内电路中阴离子向负极移动 电流由正极 石墨 流向负极 铁 c d正确 答案 b 例2 2012 北京海淀模拟 查处酒后驾驶采用的 便携式乙醇测量仪 以燃料电池为工作原理 在酸性环境中 理论上乙醇可以被完全氧化为co2 但实际上乙醇被氧化为x 其中一个电极的反应式为 ch3ch2oh 2e x 2h 下列说法中正确的是 a 电池内部h 由正极向负极移动b 另一极的电极反应式为 o2 4e 2h2o 4oh c 乙醇在正极发生反应 电子经过外电路流向负极d 电池总反应为 2ch3ch2oh o2 2ch3cho 2h2o 解析 原电池工作时 阳离子向正极移动 a错误 因乙醇失电子 故该电极为负极 且据原子守恒知x为ch3cho 则另一极 正极 为o2得电子 又因为是酸性环境 故正极反应为o2 4e 4h 2h2o 将正 负极反应加和得到 2ch3ch2oh o2 2ch3cho 2h2o 故b c错误 d正确 答案 d 电极方程式书写注意事项 1 首先确定正 负极 并列出正 负极上的反应物和电子得失情况 2 要特别注意电极产物与电解质溶液中的离子是否共存 若不共存 要将不能共存的离子合并写入电极反应式 2 一种燃料电池中发生的化学反应为 在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳 该电池负极发生的反应是 a ch3oh o2 2e h2o co2 2h b o2 4h 4e 2h2oc ch3oh h2o 6e co2 6h d o2 2h2o 4e 4oh 解析 甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应 氧气在正极发生还原反应 故a b d错误 答案 c 例3 2012 邢台模拟 工业上利用氢气在氯气中燃烧 所得产物再溶于水的方法制得盐酸 流程复杂且造成能量浪费 有人设想利用原电池原理直接制备盐酸 下列说法正确的是 a 假设这种想法可行 则可能在制取盐酸的同时 获取电能b 负极材料用锌 正极材料用石墨 用氢氧化钠作电解质溶液c 通入氢气的电极为原电池的正极d 电解质溶液中的阴离子向通氯气的电极移动 解析 该原电池应用惰性电极 氢气通入负极区 氯气通入正极区 稀盐酸作电解质溶液 b c项错误 在原电池中 阳离子向正极区移动 阴离子向负极区移动 d项错误 答案 a 应用原电池原理设计原电池 以fe cu2 fe2 cu为例 3 一个原电池的总反应方程式为zn cu2 zn2 cu 该原电池可能为 解析 由总反应式可知 zn被氧化 失去电子 zn应为负极 cu2 被还原 得电子 即电解质溶液应含cu2 由此排除选项a c 而且正极金属应比zn活动性弱 可排除b选项 答案 d 随堂基础巩固 1 2012 六安模拟 下列反应不可用于设计原电池的是 a naoh hcl nacl h2ob 2ch3oh 3o2 2co2 4h2oc zn 2hcl zncl2 h2d 4al 3o2 6h2o 4al oh 3 解析 原电池反应属于同时 异地 进行的氧化还原反应 a项不是氧化还原反应 故不可用于设计原电池 答案 a 2 用铜片 银片 cu no3 2溶液 agno3溶液 导线和盐桥 装有琼脂 kno3的u形管 构成一个原电池 以下有关该原电池的叙述正确的是 在外电路中 电流由铜电极流向银电极 正极反应为 ag e ag 实验过程中取出盐桥 原电池仍继续工作 将铜片浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同a b c d 解析 cu为负极 电子由cu电极流向ag电极 取出盐桥 电池不能形成闭合回路 不能继续工作 答案 c 3 2012 南通高二质检 科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池 该电池包括两个涂覆着酶的电极 它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中 由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜 其工作原理如图所示 下列说法正确的是 a 左边为该电池的负极b 该电池可在高温环境下使用c 该电池负极反应为h2 2e 2h d 该电池正极反应为o2 4e 2o2 解析 该电池右边为负极 失电子生成h 左边为正极 o2 4e 4h 2h2o 该电池由于两个电极上都涂有酶 因此不可在高温环境下使用 因为高温时h2与o2会直接反应且酶会失去活性 答案 c 4 下图所示装置中 观察到电流计指针偏转 m棒变粗 n棒变细 由此判断下表中所列m n p物质 其中可以成立的是 解析 该原电池中m棒变粗 n棒变细 说明原电池反应时n棒溶解作负极 溶液中有金属析出在m棒上 m棒作正极 a b选项中 电解质溶液均为稀酸溶液 故正极均产生h2 不符合条件 c项 总反应为zn 2agno3 zn no3 2 2ag 合理 d项 m极锌失电子溶解 不符合题意 答案 c 5 1 下列装置属于原电池的是 2 在选出的原电池中 是负极 发生 反应 是正极 该极的现象 装置中的能量转化形式为