【优化方案】高考化学总复习 第6章第二节原电池 化学电源课件.ppt

第二节原电池化学电源 课堂互动讲练 实验专项探究 达标突破训练 第二节原电池化学电源 基础自主梳理 基础自主梳理 自我诊断 1 在如图所示的锌铜原电池中 zn为 极 cu为 极 负极上发生 反应 电极反应式为 正极上发生 反应 电极反应式为 电子流出的极是 极 电子流入的极是 极 电流方向 盐桥中的盐溶液是 溶液 其作用为 盐桥中的 会移向znso4溶液 移向cuso4溶液 使znso4溶液和cuso4溶液均保持电中性 该原电池工作一段时间后 两电极的质量 答案 负正氧化zn 2e zn2 还原cu2 2e cu负正沿导线从cu极流向zn极饱和kcl提供定向移动的阴 阳离子cl k zn极减小 cu极增加 基础回归1 概念把 转化为 的装置 2 构成条件 1 能自发地发生 反应 2 电解质溶液 构成电路或参加反应 3 由还原剂和导体构成 极系统 由氧化剂和导体构成 极系统 4 形成 两电极接触或用导线连接 化学能 电能 氧化还原 负 正 闭合回路 3 工作原理原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示 自我诊断2 铅蓄电池是化学电源 其电极材料分别是pb和pbo2 电解液为稀硫酸 工作时该电池总反应式为pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 根据上述情况判断 1 工作时 电解质溶液的ph 填 增大 减小 或 不变 2 工作时 电解质溶液中阴离子移向 极 3 电流方向从 极流向 极 4 写出负极的电极反应式 基础回归1 一次电池 碱性锌锰干电池 2 二次电池 可充电电池 铅蓄电池是最常见的二次电池 负极材料是 正极材料是 1 放电时的反应 pb pbo2 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 4e 4h 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 可逆电池充电时的电极接法为 课堂互动讲练 1 正 负极的判断 2 电极反应式的书写 1 一般电极反应式的书写 如ch4酸性燃料电池中 负极反应式为 ch4 2o2 co2 2h2o 总反应式2o2 8h 8e 4h2o 正极反应式ch4 2h2o 8e co2 8h 负极反应式 特别提醒 1 原电池正 负极的判断基础是氧化还原反应 如果给出一个方程式判断正 负极 可以直接根据化合价的升降来判断 发生氧化反应的一极为负极 发生还原反应的一极为正极 2 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 a al在强碱性溶液中比mg更易失电子 al作负极 mg作正极 b fe al在浓hno3中钝化后 比cu等金属更难失电子 cu等金属作负极 fe al作正极 a 放电时 负极的电极反应式 li e li b 充电时 li0 85nio2既发生氧化反应又发生还原反应c 该电池不能用水溶液作为电解质d 放电过程中li 向负极移动 解析 答案 d 跟踪训练 随学随练 轻松夺冠 1 2009年高考江苏卷 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构示意图如图所示 关于该电池的叙述正确的是 解析 选b 该燃料电池的原理为c6h12o6 6o2 6co2 6h2o 根据总反应方程式可写出电极反应方程式 负极为c6h12o6 6h2o 24e 6co2 24h 正极反应为6o2 24e 24h 12h2o 从电极反应方程式易知h 应从负极区移向正极区 从总反应方程式可见每生成1molco2消耗1molo2 1 加快氧化还原反应的速率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h2so4反应时加入少量cuso4溶液能使产生h2的反应速率加快 2 比较金属活动性强弱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 3 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 4 设计制作化学电源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 电极材料的选择在原电池中 选择还原性较强的物质作为负极 还原性较弱的金属或能导电的非金属及氧化物作为正极 并且 原电池的电极必须导电 电池中的负极必须能够与电解质溶液或其中溶解的物质反应 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溶液 如在铜 锌 硫酸铜构成的原电池中 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 特别提醒 应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原反应的电池 但有的电流相当微弱 同时要注意电解质溶液不一定参与反应 如燃料电池 水中一般要加入naoh h2so4或na2so4等 原电池原理广泛应用于科技 生产和生活中 请回答以下问题 1 肼 n2h4 又称联氨 是一种可燃性的液体 可用作火箭燃料 肼 空气燃料电池是一种碱性燃料电池 产物无污染 电解质溶液是20 30 的koh溶液 肼一空气燃料电池放电时 正极的电极反应式是 负极的电极反应式是 2 有人设想寻求合适的催化剂和电极材料 以n2 h2为电极反应物 以hcl nh4cl为电解质溶液制造新型燃料电池 试写出该电池的正极反应式 3 请运用原电池原理设计实验 验证cu2 fe3 氧化性的强弱 请画出实验装置图并写出电极反应式 解析 1 肼的燃烧方程式为 n2h4 o2 n2 2h2o由此可知正负极反应分别为 正极 o2 4e 2h2o 4oh 负极 n2h4 4e 4oh n2 4h2o 2 写此电极反应式时要注意电解质显酸性 与nh3反应 3 验证cu2 和fe3 的氧化性强弱可根据反应cu 2fe3 2fe2 cu2 来进行判断 3 正极反应 2fe3 2e 2fe2 负极反应 cu 2e cu2 规律方法 原电池的设计关键是负极材料和电解质溶液的成分 一般来说 在总反应中失电子的物质作负极或某物质在负极上失电子发生氧化反应 溶液中的某离子或物质在正极上得电子 发生还原反应 跟踪训练 随学随练 轻松夺冠 2 根据下列反应设计一个原电池 2fecl3 fe 3fecl2 要求 1 画出此原电池的装置图 2 注明原电池的正 负极和外电路中电子的流向 3 写出两电极上发生的电极反应式 解析 根据原电池的构成条件 发生还原反应的物质作正极 或在正极上发生还原反应 发生氧化反应的物质作负极 或在负极上发生氧化反应 在上述反应里 铁单质的化合价升高 发生氧化反应 应作原电池的负极 fecl3中铁元素的化合价降低 发生还原反应 但fecl3易溶于水 不能直接作电极 所以要选一种活动性比铁弱的金属或石墨作正极 fecl3溶液作电解质溶液 答案 1 装置图如图 2 电池的正 负极及外电路中电子的流向如图所示 3 负极 fe fe 2e fe2 正极 c或cu 2fe3 2e 2fe2 探究导致钢铁生锈的因素 实验专项探究 纯铁为银白色金属 通常状况下 纯铁在空气中耐腐蚀 钢铁属于铁的合金 在空气中易被腐蚀 尤其是潮湿的空气中 钢铁生锈的速率大大增加 了解导致钢铁生锈的因素是防止钢铁被锈蚀的前提 典例探究 如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容 为研究铁锈蚀的影响因素 某同学做了如下探究实验 回答以下问题 1 金属腐蚀的实质是 2 上述实验中发生了电化学腐蚀的是 填实验序号 在电化学腐蚀中 负极反应是 正极反应是 3 由该实验可知 可以影响铁锈蚀速率的因素是 4 目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重 在不影响观瞻效果的条件下 除用加保护层法保护外 请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理 5 为防止铁的锈蚀 工业上普遍采用的方法是 答两种方法 解析 由铁丝所接触的介质和实验现象 铁丝表面变灰暗 得出发生了电化学腐蚀的实验有3 4 5 6 负极fe失去电子变成fe2 被腐蚀 正极均为o2得电子结合水生成oh 其腐蚀的实质就是金属单质失去电子发生氧化反应生成金属阳离子的过程 对金属进行防护应从改变物质的内部结构 从覆盖保护层 电化学原理等方面进行分析 答案 1 金属单质失去电子发生氧化反应生成