高考化学第一轮考向分析复习课件24 原电池　化学电源.ppt

第一节原电池化学电源 一 原电池1 概念 把化学能转化为 的装置 2 工作原理 以锌 铜原电池为例 电能 锌 铜 zn 2e zn2 cu2 2e cu 氧化 还原 锌 zn cu2 zn2 cu 3 构成条件 1 填一填 下列装置可以形成原电池的是 并写出形成原电池的电极材料及电极反应式 正极 负极 答案 b银片 2ag 2e 2ag铜片 cu 2e cu2 二 常见的化学电源1 一次电池 以碱性锌锰电池为例 总反应为 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2负极 正极 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 2 二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池 总反应为 zn 2oh 2e zn oh 2 点击查看干电池构造示意图多媒体动画 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 2h2 o2 2h2o 2 画一画 请画出可充电电池充电时电极与外接电源的正 负极连接方式 答案 可充电电池充电时的电极接法为 3 选一选 下列有关电池的叙述不正确的是 a 手机上用的锂离子电池属于二次电池b 铜锌原电池工作时 电子沿外电路从铜电极流向锌电极c 甲醇燃料电池可把化学能转化为电能d 锌锰干电池中 锌电池是负极 答案 b 1 正 负极的判断 判断电极时 不能简单地依据金属的活泼性来判断 要看反应的具体情况 如 al在强碱性溶液中比mg更易失电子 al作负极 mg作正极 2012 中山华侨中学质检 图甲和乙是双液原电池装置 回答下列问题 1 甲池中的正极反应为 乙池的负极反应为 2 盐桥的作用是 并 3 乙图当有1mol电子通过外电路时 正极有 gag析出 破题技巧 由两原电池装置图确定cd co ag的活泼性关系 写出各原电池的电极反应 并进行相关计算 精讲精析 乙图中正极反应 ag e ag 当有1mol电子通过时 有1molag析出 即108g 答案 1 co2 2e coco 2e co2 2 形成闭合回路保持两边溶液电中性 3 108 1 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 解析 分析反应的化合价变化 可知li失电子 被氧化 为还原剂 socl2得电子 被还原 为氧化剂 1 负极材料为li 还原剂 li e li 2 正极反应式可由总反应减去负极反应式得到 2socl2 4e 4cl s so2 答案 1 锂li e li 2 2socl2 4e 4cl s so2 设计原电池时要紧扣原电池的构成条件 具体方法是 1 首先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应 2 根据原电池的电极反应特点 结合两个半反应找出正 负极材料及电解质溶液 1 电极材料的选择一般电池中的负极能够与电解质溶液反应 因此负极一般是活泼的金属材料 正极和负极之间只有产生电势差 电子才能定向移动 所以正极和负极一般不能用同一种材料 两个电极的构成分为以下四种情况 原电池的设计 活动性不同的两种金属 例如 锌铜原电池中 锌板作原电池的负极 铜板作原电池的正极 金属和非金属 例如 锌锰干电池中 锌片作原电池的负极 石墨棒作原电池的正极 金属和化合物 例如 铅蓄电池中 铅板作原电池的负极 二氧化铅作原电池的正极 惰性电极 例如 氢氧燃料电池中 两电极均可用pt 2 电解质溶液的选择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 如空气中的氧气 但如果两个半反应分别在两个容器中进行 中间连接盐桥 则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子 如在铜 锌构成的原电池中 负极金属锌浸泡在含有zn2 的电解质溶液中 而正极铜浸泡在含有cu2 的电解质溶液中 3 按要求画出原电池装置图 如根据以下反应设计的原电池 1 自发进行的氧化还原反应不一定都能设计成原电池 如 cl2 2naoh nacl naclo h2o等 2 原电池中的电解质溶液不一定参与反应 如氢氧燃料电池中 电解质溶液不参与反应 铁及铁的化合物应用广泛 如fecl3可用作催化剂 印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等 1 写出fecl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 2 若将 1 中的反应设计成原电池 请画出原电池的装置图 标出正 负极 并写出电极反应式 正极反应 负极反应 精讲精析 1 fe3 具有强氧化性 可以把一些金属单质如铁 铜等氧化成相应的离子 fe3 腐蚀铜制电路板利用的就是这个原理 反应的离子方程式是 2fe3 cu 2fe2 cu2 2 由反应2fe3 cu 2fe2 cu2 可以判断出铜化合价升高 发生氧化反应 铜作负极 铁元素化合价降低 fe3 发生还原反应 正极可以选用石墨棒 电解质溶液可以选用氯化铁溶液 回忆并仿照教材上的铜锌原电池装置 可以画出此原电池的装置图 答案 1 2fe3 cu 2fe2 cu2 正极反应 2fe3 2e 2fe2 负极反应 cu 2e cu2 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作负极 ag作正极 负极 cu 2e cu2 正极 ag e ag 在外电路中 电子由cu电极流向ag电极 而电流方向与电子流向相反 所以 错 没有盐桥 原电池不能继续工作 错 无论是否为原电池 反应实质相同 均为氧化还原反应 对 答案 c 热点探究 新型化学电源分析探究高考中的新型电池 有 氢镍电池 高铁电池 锌 锰碱性电池 我国首创的 海洋电池 燃料电池 如新型细菌燃料电池 氢氧燃料电池 丁烷燃料电池 甲醇质子交换膜燃料电池 co燃料电池 锂离子电池 银锌电池 纽扣电池 等 这些电池一般具有高能环保 经久耐用 电压稳定 比能量 单位质量释放的能量 高等特点 取材于这些知识点的试题 由于题材广 信息新 陌生度大 所以 大多数考生对这类试题感到难 而难在何处又十分迷茫 实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力 具体有以下几种考查角度 3 新型电池 充电 时阴 阳极的判断首先明确原电池放电时的正 负极 再根据电池充电时 阳极接正极 阴极接负极的原理进行分析 4 新型电池充 放电时 电解质溶液中离子移动方向的判断首先分清电池是放电还是充电 再判断正 负极或阴 阳极 进而可确定离子的移动方向 2012 惠州高三第三次调研 镍氢充电电池 ni mh koh作为电解液 已经开始用于汽油 电动混合动力汽车上 该电池的总反应方程式如下 ni oh 2 mniooh mh m表示储氢合金 下列叙述正确的是 a 放电时正 负极附近溶液的ph均不变b 放电时正极材料为mh 发生氧化反应c 充电时阳极反应为 ni oh 2 oh e niooh h2od 放电时每转移1mol电子 负极有1molniooh被还原 精讲精析 放电时正极电极反应 niooh h2o e ni oh 2 oh 负极电极反应 mh oh e m h2o a选项正极附近溶液的ph增大 负极附近溶液的ph减小 故错误 答案 c 新型电源从原理上遵循 氧化反应在负极 还原反应在正极 不可被 新面孔 而蒙蔽 手足无措 答案 c 高考题组一原电池工作原理1 2011 北京高考 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 2011 海南化学样卷 依据氧化还原反应 2ag aq cu s cu2 aq 2ag s 设计的原电池如图所示 请回答下列问题 1 电极x的材料是 电解质溶液y是 2 银电极为电池的 极 发生的电极反应为 x电极上发生的电极反应为 3 外电路中的电子是从 电极流向 电极 解析 该题考查原电池的基本原理 根据所给反应的设计要求并结合所给装置可看出 x极是cu y极电解质溶液必须是agno3溶液 因为cu比ag活泼 所以cu为负极 ag为正极 电极反应分别为负极 cu 2e cu2 正极 ag e ag 在外电路 电子由负极cu流向正极ag 答案 1 铜agno3溶液 2 正ag e ag 或2ag 2e 2ag cu 2e cu2 3 铜银 高考题组二新型化学电源3 2011 全国新课标高考 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 fe ni2o3 3h2o fe oh 2 2ni oh 2下列有关该电池的说法不正确的是 a 电池的电解液为碱性溶液 正极为ni2o3 负极为feb 电池放电时 负极反应为fe 2oh 2e fe oh 2c 电池充电过程中 阴极附近溶液的ph降低d 电池充电时 阳极反应为2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o 解析 由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知 电解液为碱性溶液 放电时负极发生氧化反应 正极发生还原反应 故fe为负极 ni2o3为正极 a正确 放电时 fe失电子被氧化 负极反应为fe 2oh 2e fe oh 2 b正确 充电时 阴极发生还原反应 电极反应为fe oh 2 2e fe 2oh ph增大 c错误 充电时 阳极发生氧化反应 电极反应为2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o d正确 答案 c 4 2011 安徽高考 研究人员最近发明了一种 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 由电池总反应式可知 ag在负极失