《高考风向标》高考化学一轮复习 第二单元 第7讲 化学能与电能课件 新人教版.ppt

第7讲 化学能与电能 第二单元 化学基本理论 考点1 原电池 1 原电池 化学能 电能 氧化还原 1 定义 把 转化为 的装置叫原电池 从理论上讲 可自发进行的 反应都可以设计成原电池 2 原电池的构成 3 原电池的工作原理 电极 电解质 闭合回路 图2 7 1 图2 7 2图2 7 2是以铜锌为电极 以硫酸为电解质构成的原电池的简易装置图 为单液原电池 为双液原电池 4 电极 氧化 还原 电极 发生 反应的一极为负极 发生 反应的一极为正极 电极反应 一般为离子反应式 2 化学电源 干电池 可充电电池 1 一次电池 也就是 如锌锰干电池 银锌电池等 2 二次电池 又叫 如铅蓄电池 现在广泛使用的手机电池 便携式计算机用电池等 3 燃料电池 连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池 电极本身不包含活性物质 只是催化转化元件 本身不发生氧化还原反应 如氢氧燃料电池等 除氢气外 还有一些燃料如肼 甲醇 氨 煤气等都可作燃料电池的燃料 燃料电池的能量转化率远高于普通的燃烧过程 有利于节约能源 4 废旧电池要回收 既保护环境又节约资源 3 电极及应式的书写 1 一般电极反应式的书写 普通原电池 负极材料 正极材料 2 复杂电极反应式的书写 燃料电池 复杂电极反应式 较简单一极的电极反应式 如 碱性锌锰干电池 铅蓄电池 pb pbo2 总反应式 正极反应 负极反应 氢氧燃料电池 1 原电池工作时内部阴阳离子如何移动 答 原电池中阴离子向负极定向移动 阳离子向正极移动 总反应 2 对于原电池 书写电极反应式要注意什么问题 答 一般要先分析该氧化还原反应 进而判断什么物质在负极发生氧化反应 什么物质在正极发生还原反应 另外还要看反应的环境 是酸性还是碱性 最后把总反应拆分成两个电极反应式 离子方程式 3 构成原电池能不能加快反应速率 答 能 以锌与硫酸反应为例 溶液中氢离子氧化锌 使之形成锌离子 随着溶液中锌离子浓度增大 氢离子不易靠近锌表面 氧化还原反应速率明显下降 但构成铜锌原电池后 氢离子在铜的表面得到锌失去的电子 这样上述阻碍作用减轻 反应速率加快 1 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型管 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 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 中电子流向错 正确 实验过程中取出盐桥即断路 此原电池的原理就是铜置换银 答案 c 考点2 电解原理及其应用 1 电解池 1 定义 电流 氧化还原 电解 在 作用下 在阴阳两极发生 反应的过程 电解池 把 转化为 的装置 与电源正极相连的 叫 与电源负极相连的叫 电能 化学能 2 电解原理 阳极 阴极 图2 7 3 用惰性电极电解氯化铜溶液时 电子从电源 流出沿导线流入电解池的 经阴 阳离子定向移动形成内电路 再 在电解池的阳极产生电子经导线流入电源 阴极 3 电解池的构成 电源 电极 闭合回路 4 电极的放电顺序 正极 电解质 h 酸 负极 5 电解池中溶液ph值变化规律 当用惰性电极电解电解质溶液时 由于电解质的不同 发生的反应也不同 溶液的ph呈现不同的变化 总结起来 基本有以下几种情况 2 电解原理的应用 1 氯碱工业 电极反应 应用 实际工业生产过程中 还包括粗盐的精制等过程 生产设备如图2 7 4所示 图2 7 4 总反应 阳极 阴极 2 电镀应用电解原理在某些物质表面镀上一层金属或合金的方法 就是电镀 阳 阴 如图2 7 5 镀层金属作 极 镀件作 极 含镀层金属的阳离子的电镀液做电解质溶液 如电镀锌时的电极反应 图2 7 5 阳极 阴极 3 电解精炼铜以粗铜为 极 以纯铜为 极 以cuso4溶液为电解质 溶液 如图2 7 6 阳 阴 阴极反应 图2 7 6 1 电解池的阳极发生什么反应 和原电池的哪一极发生相 同类型的反应 阴极发生什么反应 2 为什么粗铜通过电解精炼可以提纯 4 电解冶炼钠 答 氧化反应 负极 还原反应 4 双选 某同学按图2 7 7所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是 图2 7 7a 电解过程中 铜电极上有h2产生c 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出 5 2010年全国卷 图2 7 8是一个用铂丝作电极 电解稀的mgso4溶液的装置 电解液中加有中性红指示剂 此时溶液呈红色 指示剂的ph变色范围 6 8 8 0 酸色 红色 碱色 黄色 图2 7 8 回答下列问题 1 下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 填编号 a管溶液由红变黄 a管溶液不变色 b管溶液由红变黄 b管溶液不变色 2 写出a管中发生反应的反应式 3 写出b管中发生反应的反应式 4 检验a管中气体的方法是 5 检验b管中气体的方法是 6 电解一段时间后 切断电源 将电解液倒入烧杯内观察到的现象是 考点3 金属腐蚀及其防护 1 金属腐蚀 化学腐蚀和电化学腐蚀 1 金属腐蚀包括 金属直接跟氧化剂反应被腐蚀是化学腐蚀 金属发生 是电化 学腐蚀 实质都是金属被氧化 原电池反应被腐蚀 2 电化学腐蚀又分为 和 以铁发生电化学腐蚀为例 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 酸性 中性或弱酸性 2 金属防护 1 保护方法 改变金属内部结构 金属表面涂油漆 电化学保护法等 2 电化学保护法分为牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法 保护原理 用更活泼的金属作负极 以被保护金属为正极构成原电池 这样金属即得到保护 外加电源 将被保护金属作阴极这样也达到保护金属的目的 电化学腐蚀很微弱 现象也不明显 什么原因导致金属腐蚀严重呢 答 腐蚀时间长 6 双选 为了避免青铜器生成铜绿 以下方法正确的是 a 将青铜器放在银质托盘上b 将青铜器保存在干燥的环境中c 将青铜器保存在潮湿的空气中d 在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜解析 铜比银活泼 将青铜器放在银质托盘上 形成原电池时铜作负极而被腐蚀 a错 将其放置在潮湿的空气中 可与空气中的水分和co2等物质接触 易发生腐蚀 c错b对 在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜能隔绝铜与介质的接触 可以达到防腐作用 d对 答案 bd 热点1 二次电池 这类电池是原电池和电解池二原理最直接的应用 注意几点 放电是原电池 充电是电解池 一般先写原电池反应 电解池的阴极反应就是原电池负极反应的逆反应 阳极反应就是原电池正极反应的逆反应 二次电池在充电时 正接线柱接外接直流电源的正极 负接线柱接负极 热点2 电化学腐蚀 典例2 2011年广东广州检测 下列叙述不正确的是 a 原电池是将化学能转化为电能的装置b 铁船底镶嵌锌块 锌作负极 以防船体被腐蚀 2 钢铁生锈过程发生如下反应 下列说法正确的是 a 反应 中电子转移数目相等b 反应 中氧化剂是氧气和水c 与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀d 钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 解析 反应中消耗o2的量相等 两个反应也仅有o2作为氧化剂 故转移电子数是相等的 a项正确 中h2o的h o两元素的化合价没有变 故不作氧化剂 b项错 铜和钢构成原电池 腐蚀速度加快 c项错 钢铁是铁和碳的混合物 在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀 属于电化学腐蚀 故d项错 答案 a 1 2010年广东理综 双选 铜锌原电池 如图2 7 9 工 作时 下列叙述正确的是 图2 7 9c 在外电路中 电子从负极流向正极d 盐桥中的k 移向znso4溶液 解析 阳离子移向正极 c错 答案 c 池如图2 7 10所示 放电时 下列说法错误的是 图2 7 10 2 2011年广东深圳调研 离子可在琼脂中移动 某简易电 zn ag pt等杂质的粗铜提纯 下列叙述正确的是 3 2011年广东广州调研 双选 利用电解法可将含有fe 解析 电解精炼铜 粗铜作阳极 连接电源的正极 故a c错误 答案 bd 5 2010年广东湛江模拟 碱性电池具有容量大 放电电流大的特点 因而得到广泛应用 锌 锰碱性电池以koh溶液为 zn oh 2 s mn2o3 s 下列说法正确的是 解析 这是锌锰碱性电池 锌做负极 二氧化锰是氧化剂 电池工作时 外电路中电子由负极流向正极 答案 b 6 2011年广东佛山质检 双选 一种甲醇 氧气和强碱溶液做电解质的新型手机电池 可连续使用一个月 该电池反应 确的是 下列说法不正确的是 图2 7 20 a 该装置一定是电解池 b a b可能是同种电极材料 c 装置中电解质溶液不一定含有ag 2 2006广东 某可充电的锂离子电池以limn2o4为正极 嵌入锂的碳材料为负极 含li 导电固体为电解质 放电时的电 3 2009年安徽 cu2o是一种半导体材料 基于绿色化学理念设计的制取cu2o的电解池示意图如图2 7 21 电解总 a 石墨电极上产生氢气b 铜电极发生还原反应c 铜电极接直流电源的负极d 当有0 1mol电子转移时 0 1molcu2o生成 图2 7 21 解析 生成氢气的反应是还原反应应该在阴极发生 铜电极应该发生氧化反应 最终要得到cu2o 所以铜电极应该接正极 当有0 1mol电子转移时 应该有0 05molcu2o生成 答案 a o2 2h2o 4e 4oh b 以naoh溶液为电解液时 负极反应为al 3oh 3e 4 2009年广东 可用于电动汽车的铝 空气燃料电池 通常以nacl溶液或naoh溶液为电解液 铝合金为负极 空气电 极为正极 下列说法正确的是 a 以nacl溶液或naoh溶液为电解液时 正极反应都为 al oh 3 c 以naoh溶液为电解液时 电池在工作过程中电解液的ph保持不变d 电池工作时 电子通过外电路从正极流向负极 解析 b中不能得到al oh 3沉淀 c中氢氧根被消耗 d中电子流向错 答案 a 的燃料电池发电 电池负极反应为 解析 该电池是以磷酸为电解质的酸性氢氧燃料电池 答案 c 5 2007年广东 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机物转化为氢气 氢气进入以磷酸为电解质 6 如图2 7 22所示装置 两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的nacl饱和溶液 c c 为多孔石墨电极 接通s1后 c 附近溶液变红 两玻璃管中有气体生成 一段时间后 两玻璃管中液面未脱离电极 断开s1 接通s2 电流表的指针发生偏转 此时 图2 7 22 cl2 2e 2cl 1 c 的电极名称是 填写正极或负极 2 c 的电极反应式是 答案 负极 7 2009年天津 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置 图2 7 23为电池示意图 该电池电极表面镀一层细小的铂粉 铂吸附气体的能力强 性质稳定 请回答 1 氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 在导线中电子流动方向为 用a b表示 2 负极反应式为 解析 在接通s1时是电解饱和的食盐水的装置 切换到s2时又