高考化学新一轮总复习（考点突破+题型透析+实验探究+学科方法）62 原电池化学电源课件.ppt

第六章化学反应与能量 第二讲原电池化学电源 考点一原电池及其工作原理 2 工作原理 以锌铜原电池为例 1 概念 把 能转化为 能的装置 考点突破 实验探究 化学 电 锌片 铜片 氧化反应 还原反应 cu 负 正 高考演练 课时训练 考点一原电池及其工作原理 3 原电池的构成条件 1 一看反应 看是否有能 的氧化还原反应发生 一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应 2 二看两电极 一般是 的两电极 3 三看是否形成闭合回路 形成闭合回路需三个条件 电解质溶液 两电极直接或间接接触 两电极插入电解质溶液 考点突破 实验探究 自发进行 活泼性不同 高考演练 课时训练 1 正误判断 1 所有的氧化还原反应都能设计成原电池 2 只有金属才能做原电池的电极 3 原电池的两极中较活泼的金属一定为负极 4 锌铜原电池工作时 外电路电子由负极流向正极 5 在原电池中 电子流出的一极是负极 被还原 6 原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 高考演练 课时训练 2 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 铜片 cu 2e cu2 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 b 银片 2ag 2e 2ag 高考演练 课时训练 3 能用金属代替盐桥吗 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 不可以 在电路接通的情况下 这个盐桥只是整个回路的一部分 随时要保持电中性 琼胶作为盐桥因其中含有两种离子 可以与溶液中的离子交换 从而达到传导电流的目的 而且琼胶本身可以容纳离子在其中运动 若用金属作盐桥 已经不能叫做盐桥了 电子流向一极后不能直接从另一极得到补充 必然趋势就是向另一极释放金属阳离子或者溶液中的金属阳离子在电子流出的那一极得电子析出金属 从而降低了整个电池的电势 所以 光有自由电子是不够的 应该有一个离子的通道即 盐桥 高考演练 课时训练 4 在有盐桥的铜锌原电池中 电解质溶液的选择为什么要与电极材料的阳离子相同 如zn极对应的是硫酸锌 能不能是氯化铜或者氯化钠 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 可以的 如果该溶液中溶质的阳离子对应的金属单质比电极强的话没有问题 反正这边发生的反应只是zn的溶解而已 但是如果比电极弱的话 例如硫酸铜 锌就会置换出铜 在表面形成原电池 减少供电量 使用盐桥就是为了避免这种情况 至于电解液要跟电极相同那只是一个做题的技巧 具体问题具体分析就行 高考演练 课时训练 解析 题组一原电池工作原理的考查 1 2014 宁波模拟 有关电化学知识的描述正确的是 a cao h2o ca oh 2 可以放出大量的热 故可把该反应设计成原电池 把其中的化学能转化为电能b 某原电池反应为cu 2agno3 cu no3 2 2ag 装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的kcl饱和溶液c 原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成d 理论上说 任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 cao h2o ca oh 2不是氧化还原反应 kcl和agno3反应生成agcl沉淀易阻止原电池反应的发生 作电极的不一定是金属 如石墨棒也可作电极 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 d 高考演练 课时训练 2 2013 高考江苏卷 mg h2o2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器 该电池以海水为电解质溶液 示意图如下 该电池工作时 下列说法正确的是 a mg电极是该电池的正极b h2o2在石墨电极上发生氧化反应c 石墨电极附近溶液的ph增大d 溶液中cl 向正极移动 解析 该电池中mg电极为负极 a项错误 石墨电极为正极 h2o2得电子发生还原反应 电极反应式为 h2o2 2e 2oh 电极附近溶液ph增大 b项错误 c项正确 溶液中cl 移向mg电极 即cl 应向负极移动 d项错误 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 题组一原电池工作原理的考查 c 高考演练 课时训练 规避原电池工作原理的4个易失分点 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 1 只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能 2 电解质溶液中阴 阳离子的定向移动 与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路 3 无论在原电池还是在电解池中 电子均不能通过电解质溶液 4 原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数 高考演练 课时训练 3 2014 邯郸一模 分析下图所示的四个原电池装置 其中结论正确的是 a 中mg作负极 中fe作负极b 中mg作正极 电极反应式为6h2o 6e 6oh 3h2 c 中fe作负极 电极反应式为fe 2e fe2 d 中cu作正极 电极反应式为2h 2e h2 解析 中mg不与naoh溶液反应 而al能和naoh溶液反应失去电子 故al是负极 中fe在浓硝酸中易钝化 cu和浓hno3反应失去电子作负极 a错 c错 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 题组二原电池正 负极的判断 高考演练 课时训练 3 2014 邯郸一模 分析下图所示的四个原电池装置 其中结论正确的是 a 中mg作负极 中fe作负极b 中mg作正极 电极反应式为6h2o 6e 6oh 3h2 c 中fe作负极 电极反应式为fe 2e fe2 d 中cu作正极 电极反应式为2h 2e h2 解析 中电池总反应为2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 负极电极反应式为2al 8oh 6e 2alo2 4h2o 二者相减得到正极电极反应式为6h2o 6e 6oh 3h2 b正确 中cu是正极 电极反应式为o2 2h2o 4e 4oh d错 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 题组二原电池正 负极的判断 b 高考演练 课时训练 4 2014 保定质检 原电池正 负电极的极性不仅与电极材料的性质有关 也与电解质溶液有关 下列由不同材料组成的原电池 电极反应正确的是 a 由fe cu与稀硫酸组成的原电池 其负极反应式为fe 3e fe3 b 由al mg与氢氧化钠溶液组成的原电池 其负极反应式为mg 2e 2oh mg oh 2c 由pb cu与氯化铁溶液组成的原电池 其正极反应式为cu 2e cu2 d 由al cu与浓硝酸组成的原电池 其负极反应式为cu 2e cu2 解析 fe cu与稀硫酸组成的原电池 其负极为fe电极 电极反应为fe 2e fe2 a项错 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 题组二原电池正 负极的判断 高考演练 课时训练 4 2014 保定质检 原电池正 负电极的极性不仅与电极材料的性质有关 也与电解质溶液有关 下列由不同材料组成的原电池 电极反应正确的是 a 由fe cu与稀硫酸组成的原电池 其负极反应式为fe 3e fe3 b 由al mg与氢氧化钠溶液组成的原电池 其负极反应式为mg 2e 2oh mg oh 2c 由pb cu与氯化铁溶液组成的原电池 其正极反应式为cu 2e cu2 d 由al cu与浓硝酸组成的原电池 其负极反应式为cu 2e cu2 解析 mg与氢氧化钠溶液不反应 所以mg al与naoh溶液组成的原电池中al做负极 其电极反应为al 3e 4oh alo2 2h2o b项错 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 题组二原电池正 负极的判断 高考演练 课时训练 4 2014 保定质检 原电池正 负电极的极性不仅与电极材料的性质有关 也与电解质溶液有关 下列由不同材料组成的原电池 电极反应正确的是 a 由fe cu与稀硫酸组成的原电池 其负极反应式为fe 3e fe3 b 由al mg与氢氧化钠溶液组成的原电池 其负极反应式为mg 2e 2oh mg oh 2c 由pb cu与氯化铁溶液组成的原电池 其正极反应式为cu 2e cu2 d 由al cu与浓硝酸组成的原电池 其负极反应式为cu 2e cu2 解析 pb比cu活泼 因此二者与fecl3溶液组成的原电池中pb做负极 c项错 常温下冷的浓硝酸会使al发生钝化 所以d项正确 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 题组二原电池正 负极的判断 d 高考演练 课时训练 1 原电池正 负极判断方法 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 1 原电池正 负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应 如果给出一个化学反应方程式判断正 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 考点一原电池及其工作原理 2 原电池正负极判断的注意点 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 2 判断电极时 不能简单地依据金属的活泼来判断 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 考点一原电池及其工作原理 2 原电池正负极判断的注意点 高考演练 课时训练 5 2014 邯郸市高三一模 右图为一种原电池 下列有关说法中正确的是 a 甲中盛硫酸溶液 乙中盛硫酸铜溶液 锌为阴极b 乙中盛硫酸铜溶液 铜离子在铜电极上被氧化c 电池工作时 盐桥中的阳离子移向甲 阴离子移向乙 溶液仍保持电中性d 取出盐桥 电流表指针即回到零点 解析 锌为负极 不是阴极 a错误 cu2 在乙中得电子 被还原成cu b错误 甲中阳离子增多 故盐桥中阴离子进入甲 同理 盐桥中阳离子进入乙 c错误 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 题组三原电池中盐桥的作用 高考演练 课时训练 5 2014 邯郸市高三一模 右图为一种原电池 下列有关说法中正确的是 a 甲中盛硫酸溶液 乙中盛硫酸铜溶液 锌为阴极b 乙中盛硫酸铜溶液 铜离子在铜电极上被氧化c 电池工作时 盐桥中的阳离子移向甲 阴离子移向乙 溶液仍保持电中性d 取出盐桥 电流表指针即回到零点 解析 取出盐桥后 不能构成闭合回路 故电路中无电流通过 即电流表指针回到零点 d正确 考点突破 实验探究 考点一原电池及其工作原理 题组三原电池中盐桥的作用 d 高考演练 课时训练 考点一原电池及其工作原理 题组三原电池中盐桥的作用 考点突破 实验探究 6 如图所示 杠杆ab两端分别挂有体积相同 质量相等的空心铜球和空心铁球 调节杠杆并使其在水中保持平衡 然后小心地向水槽中滴入浓cuso4溶液 一段时间后 下列有关杠杆的偏向判断正确的是 实验过程中 不考虑两球的浮力变化 a 杠杆为导体或绝缘体时 均为a端高b端低b 杠杆为导体或绝缘体时 均为a端低b端高c 当杠杆为导体时 a端低b端高d 当杠杆为导体时 a端高b端低 高考演练 课时训练 考点一原电池及其工作原理 解析 选c 当杠杆为导体时 构成原电池 fe作负极 cu作正极 电极反应式分别为负极 fe 2e fe2 正极 cu2 2e cu铜球增重 铁球质量减轻 杠杆a低b高 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 7 2014 安徽无为中学模拟 控制适合的条件 将反应2fe3 2i 2fe2 i2设计成如下图所示的原电池 下列判断不正确的是a 反应开始时 乙中石墨电极上发生氧化反应b 反应开始时 甲中石墨电极上fe3 被还原c 电流计读数为零时 反应达到化学平衡状态d 电流计读数为零后 在甲中溶入fecl2固体 乙中的石墨电极为负极 考点一原电池及其工作原理 题组四原电池与化学平衡的移动 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 解析 选d 由图示结合原电池原理分析可知 fe3 得电子变成fe2 被还原 i 失去电子变成i2被氧化 所以a b正确 电流计读数为零时fe3 得电子速率等于fe2 失电子速率 反应达到平衡状态 d项在甲中溶入fecl2固体 平衡2fe3 2i 2fe2 i2向左移动 i2被还原为i 乙中石墨为正极 d不正确 考点一原电池及其工作原理 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 8 已知在酸性条件下发生的反应为aso33 2i 2h aso43 i2 h2o 在碱性条件下发生的反应为aso33 i2 2oh aso43 h2o 2i 设计如图装置 c1 c2均为石墨电极 分别进行下述操作 考点一原电池及其工作原理 题组四原电池与化学平衡的移动 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 考点一原电池及其工作原理 考点突破 实验探究 向b烧杯中逐滴加入浓盐酸 向b烧杯中逐滴加入40 naoh溶液结果发现电流表指针均发生偏转 试回答下列问题 1 两次操作中指针为什么发生偏转 2 两次操作过程中指针偏转方向为什么相反 试用化学平衡移动原理解释之 3 操作 过程中c1棒上发生的反应为 4 操作 过程中c2棒上发生的反应为 5 操作 过程中 盐桥中的k 移向 烧杯溶液 填 a 或 b 高考演练 课时训练 考点一原电池及其工作原理 考点突破 实验探究 解析 由于酸性条件下发生反应aso33 2i 2h aso43 i2 h2o 在碱性条件下发生的反应为aso33 i2 2oh aso43 h2o 2i 都是氧化还原反应 而且满足构成原电池的三大要素 不同环境中的两电极 连接 电解质溶液 电极插入其中并与电极自发反应 形成闭合回路 高考演练 课时训练 考点一原电池及其工作原理 考点突破 实验探究 当加酸时 c h 增大 c1 2i 2e i2 这是负极 c2 aso43 2h 2e aso33 h2o 这是正极 当加碱时 c oh 增大 c1 i2 2e 2i 这是正极 c2 aso33 2oh 2e aso43 h2o 这是负极 高考演练 课时训练 考点一原电池及其工作原理 考点突破 实验探究 答案 1 两次操作中均能形成原电池 化学能转变成电能 2 加酸 c h 增大 aso43 得电子 i 失电子 所以c1极是负极 c2极是正极 加碱 c oh 增大 aso33 失电子 i2得电子 此时 c1极是正极 c2极是负极 故发生不同方向的反应 电子转移方向不同 即电流表指针偏转方向不同 3 2i 2e i2 4 aso33 2oh 2e aso43 h2o 5 a 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 1 碱性锌锰干电池 一次电池总反应式 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 正极反应 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 负极反应 zn 2oh 2e zn oh 2 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 2 锌银电池 一次电池负极反应 正极反应 总反应式 zn ag2o h2o zn oh 2 2ag zn 2oh 2e zn oh 2 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 3 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 负极反 正极 总反应 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o pb pbo2 pb so42 2e pbso4 pbo2 4h so42 2e pbso4 2h2o 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 3 二次电池 可充电电池 2 充电时的反应 阴极反应 阳极反应 总反应 2pbso4 2h2o pb pbo2 2h2so4 pbso4 2e pb so42 pbso4 2h2o 2e pbo2 4h so42 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 4 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 o2 4e 4h 2h2o 2h2 4oh 4e 4h2o o2 2h2o 4e 4oh 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 1 可充电电池充电时电极与外接电源的正 负极如何连接 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 2 铅蓄电池是典型的可充电电池 它的正负极极板是惰性材料 请回答下列问题 不考虑氢 氧的氧化还原 1 放电时电解液中h2so4的浓度将变 当外电路通过1mol电子时 理论上负极板的质量增加 g 2 在完全放电耗尽pbo2和pb时 若按上图连接 电解一段时间后 则在a电极上生成 b电极上生成 此时铅蓄电池的正负极的极性将 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 解析 1 放电时为原电池 正极为pbo2 其电极反应式为pbo2 4h so42 2e pbso4 2h2o 从电池总反应式可知 随着电池放电 h2so4不断被消耗 因此 其浓度逐渐变小 由pb so 2e pbso4可知 当外电路通过1mole 时 理论上负极板有0 5molpb变为0 5molpbso4 即质量增加96g mol 1 0 5mol 48g 2 当完全放电耗尽pbo2和pb时 两极均变为pbso4 再按图中通电 电解时 a极板发生反应 pbso4 2e pb so b极板发生反应 pbso4 2h2o 2e pbo2 4h so 此时铅蓄电池的正负极的极性将对换 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 2 铅蓄电池是典型的可充电电池 它的正负极极板是惰性材料 请回答下列问题 不考虑氢 氧的氧化还原 1 放电时电解液中h2so4的浓度将变 当外电路通过1mol电子时 理论上负极板的质量增加 g 2 在完全放电耗尽pbo2和pb时 若按上图连接 电解一段时间后 则在a电极上生成 b电极上生成 此时铅蓄电池的正负极的极性将 小 48 pb pbo2 对换 高考演练 课时训练 考点二化学电源 考点突破 实验探究 3 1 氢氧燃料电池以koh溶液作电解质溶液时 工作一段时间后 电解质溶液的浓度将 溶液ph 填 减小 增大 或 不变 2 氢氧燃料电池以h2so4溶液作电解质溶液时 工作一段时后 电解质溶液的浓度将 溶液的ph 填 减小 增大 或 不变 减小 减小 减小 增大 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点二化学电源 1 2014 湖北八校高三第一次联考 镍镉 ni cd 可充电池在现代生活中有广泛应用 已知某镍镉电池的电解质溶液为koh溶液 其充 放电按下式进行 cd 2nio oh 2h2o cd oh 2 2ni oh 2有关该电池的说法正确的是 a 充电时阳极反应 ni oh 2 e oh nio oh h2ob 充电过程是化学能转化为电能的过程c 放电时负极附近溶液的碱性不变d 放电时电解质溶液中的oh 向正极移动 题组一化学电源电极反应式的书写 解析 充电过程是电能转化为化学能的过程 b错 放电时负极附近溶液的碱性减弱 因cd2 结合了溶液中oh 同时溶液中的oh 向负极移动 c d错 放电充电 a 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组一化学电源电极反应式的书写 考点突破 实验探究 2 1 2013 高考全国新课标 节选 1 锂离子电池的应用很广 其正极材料可再生利用 某锂离子电池正极材料有钴酸锂 licoo2 导电剂乙炔黑和铝箔等 充电时 该锂离子电池负极发生的反应为6c xli xe lixc6 充放电过程中发生licoo2与li1 xcoo2之间的转化 写出放电时电池反应方程式 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组一化学电源电极反应式的书写 考点突破 实验探究 2 2013 高考全国新课标 节选 二甲醚 ch3och3 直接燃料电池具有启动快 效率高等优点 其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池 5 93kw h kg 1 若电解质为酸性 二甲醚直接燃料电池的负极反应为 一个二甲醚分子经过电化学氧化 可以产生 个电子的电量 该电池理论输出电压1 20v 能量密度e 列式计算 能量密度 电池输出电能 燃料质量 1kw h 3 6 105j 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组一化学电源电极反应式的书写 考点突破 实验探究 3 2013 高考北京卷 通过nox传感器可监测nox的含量 其工作原理示意图如下 pt电极上发生的是 反应 填 氧化 或 还原 写出nio电极的电极反应式 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组一化学电源电极反应式的书写 考点突破 实验探究 4 2013 高考福建卷 电化学法制氢过程的示意图如下 反应池中反应物的流向采用气 液逆流方式 其目的是 反应池中发生反应的化学方程式为 反应后的溶液进入电解池 电解总反应的离子方程式为 高考演练 课时训练 考点二化学电源 解析 1 根据充电时 该锂离子电池负极发生的反应为6c xli xe lixc6可知 放电时lixc6在负极失去电子 则li1 xcoo2在正极得到电子 所以该反应式是li1 xcoo2 lixc6 licoo2 6c 2 原电池中负极失去电子 所以负极电极反应式是ch3och3 12e 3h2o 2co2 12h 二甲醚中碳原子的化合价是 2价 反应后变为 4价 失去6个电子 所以一个二甲醚分子经过电化学氧化 可以产生12个电子的电量 由于能量密度 电池输出电能 燃料质量 所以该电池的能量密度 3 6 106j kw 1 h 1 8 39kw h kg 1 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 考点二化学电源 3 由工作原理示意图可知 o2在pt电极发生还原反应生成o2 在o2 参加反应下 no在nio电极发生氧化反应生成no2 4 从图可知电解过程中从左池通入的fe2 生成fe3 阳极反应 循环使用 而另一电极产生的则为h2 阴极反应 故电解总的离子方程式为 2fe2 2h 2fe3 h2 考点突破 实验探究 电解 高考演练 课时训练 考点二化学电源 答案 1 li1 xcoo2 lixc6 licoo2 6c 2 ch3och3 12e 3h2o 2co2 12h 12 3 6 106j kw 1 h 1 8 39kw h kg 1 3 还原 no o2 2e no2 4 增大反应物接触面积 使反应更充分h2s 2fecl3 2fecl2 s 2hcl2fe2 2h 2fe3 h2 考点突破 实验探究 电解 高考演练 课时训练 加减法 书写电极反应式 考点突破 实验探究 考点二化学电源 1 先确定原电池的正负极 列出正负极上的反应物质 并标出相同数目电子的得失 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点二化学电源 加减法 书写电极反应式 2 注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存 若不共存 则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式 若正极上的反应物质是o2 且电解质溶液为中性或碱性 则水必须写入正极反应式中 且o2生成oh 若电解质溶液为酸性 则h 必须写入正极反应式中 o2生成水 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点二化学电源 加减法 书写电极反应式 3 正负极反应式相加得到电池反应的总反应式 若已知电池反应的总反应式 可先写出较易书写的一极的电极反应式 然后在电子守恒的基础上 总反应式减去较易写出的一极的电极反应式 即得到较难写出的另一极的电极反应式 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组二燃料电池的电极反应式的书写 考点突破 实验探究 3 以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法 1 酸性条件燃料电池总反应式 ch4 2o2 co2 2h2o 燃料电池正极反应式 o2 4h 4e 2h2o 2 得燃料电池负极反应式 ch4 8e 2h2o co2 8h 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组二燃料电池的电极反应式的书写 考点突破 实验探究 2 碱性条件燃料电池总反应式 ch4 2o2 2naoh na2co3 3h2o 燃料电池正极反应式 o2 2h2o 4e 4oh 2 得燃料电池负极反应式 ch4 10oh 8e co32 7h2o 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组二燃料电池的电极反应式的书写 考点突破 实验探究 3 固体电解质 高温下能传导o2 燃料电池总反应式 ch4 2o2 co2 2h2o 燃料电池正极反应式 o2 4e 2o2 2 得燃料电池负极反应式 ch4 4o2 8e co2 2h2o 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组二燃料电池的电极反应式的书写 考点突破 实验探究 4 熔融碳酸盐 如 熔融k2co3 环境下电池总反应式 ch4 2o2 co2 2h2o 正极电极反应式 o2 2co2 4e 2co32 2 得燃料电池负极反应式 ch4 4co32 8e 5co2 2h2o 高考演练 课时训练 考点二化学电源 题组二燃料电池的电极反应式的书写 考点突破 实验探究 4 2014 宁波市高三 十校 联考 肼 n2h4 空气燃料电池是一种碱性燃料电池 电解质溶液是20 30 的koh溶液 下列说法中 不正确的是 a 该电池放电时 通入肼的一极为负极b 电池每释放1moln2转移的电子数为4nac 通入空气的一极的电极反应式是 o2 2h2o 4e 4oh d 电池工作一段时间后 电解质溶液的ph将不变 高考演练 课时训练 考点二化学电源 解析 选d 该碱性燃料电池的总反应方程式为 n2h4 o2 n2 2h2o n2h4中n化合价升高发生氧化反应为负极反应 a正确 每生成1moln2转移电子4mol b项正确 碱性条件下o2放电结合水电离产生的h 生成oh o2 2h2o 4e 4oh c项正确 从总反应可知放电过程生成h2o koh溶液浓度降低 ph降低 d项错误 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点二化学电源 燃料电池的电极判断及电极反应式的书写 1 作为燃料电池 充入氧气的一极一定是正极 另外一极为极 2 书写正负电极反应时 要先写简单的一极 如燃料电池 一般先写正极反应 当介质为碱性时 电极反应式为2h2o o2 4e 4oh 当介质为酸性溶液时 电极反应式为4h o2 4e 2h2o 然后用总反应减去该电极反应 即可得出另一极反应 前提是两式电子转移数相等 高考演练 课时训练 考点三原电池原理的应用 考点突破 实验探究 1 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 要保护一个铁质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 高考演练 课时训练 考点三原电池原理的应用 考点突破 实验探究 2 设计制作化学电源 1 首先将氧化还原反应分成两个半反应 2 根据原电池的反应特点 结合两个半反应找出正 负极材料和电解质溶液 高考演练 课时训练 考点三原电池原理的应用 考点突破 实验探究 3 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 的金属比作 的金属活泼 4 加快氧化还原反应的速率一个 进行的氧化还原反应 设计成原电池时反应速率 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 负极 正极 自发 增大 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点三原电池原理的应用 1 2014 保定一检 有a b c d e五块金属片 进行如下实验 a b用导线相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 a极为负极 c d用导线相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 电流由d 导线 c a c相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 c极产生大量气泡 b d相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 d极发生氧化反应 用惰性电极电解含b离子和e离子的溶液 e先析出 据此 判断五种金属的活动性顺序是 a a b c d eb a c d b ec c a b d ed b d c a e 题组原电池原理的应用 解析 金属与稀h2so4溶液组成原电池 活泼金属为负极 失去电子发生氧化反应 较不活泼的金属为正极 h 在正极电极表面得到电子生成h2 电子运动方向由负极 正极 电流方向则由正极 负极 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点三原电池原理的应用 解析 在题述原电池中 a b原电池 a为负极 c d原电池 c为负极 a c原电池 a为负极 b d原电池 d为负极 e先析出 e不活泼 综上可知 金属活动性 a c d b e b 1 2014 保定一检 有a b c d e五块金属片 进行如下实验 a b用导线相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 a极为负极 c d用导线相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 电流由d 导线 c a c相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 c极产生大量气泡 b d相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 d极发生氧化反应 用惰性电极电解含b离子和e离子的溶液 e先析出 据此 判断五种金属的活动性顺序是 a a b c d eb a c d b ec c a b d ed b d c a e 题组原电池原理的应用 高考演练 课时训练 考点三原电池原理的应用 考点突破 实验探究 2 请运用原电池原理设计实验 验证cu2 fe3 氧化性的强弱 请写出电极反应式 负极 正极 并在方框内画出实验装置图 要求用烧杯和盐桥 并标出外电路电子流向 题组原电池原理的应用 2fe3 2e 2fe2 cu 2e cu2 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点三原电池原理的应用 解析 题组原电池原理的应用 3 2014 保定质检 将等质量的两份锌粉a b分别加入过量的稀硫酸 同时向a中加入少量的cuso4溶液 产生h2的体积v l 与时间t min 的关系是 加入cuso4溶液 zn置换出cu 形成原电池 加快反应速率 a中zn减少 h2体积减小 a 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点三原电池原理的应用 改变zn与h 反应速率的方法 1 加入cu或cuso4 形成原电池 加快反应速率 加入cu不影响zn的量 但加入cuso4 zn的量减少 是否影响产生h2的量 应根据zn h 的相对量多少判断 2 加入强碱弱酸盐 由于弱酸根与h 反应 使c h 减小 反应速率减小 但不影响产生h2的量 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点三原电池原理的应用 要点提取 1 理解原电池概念的2个方面 1 能量转化 化学能转化为电能 2 反应本质 氧化还原反应 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点三原电池原理的应用 要点提取 2 掌握原电池的两极反应类型 1 负极 发生氧化反应 2 正极 发生还原反应 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点三原电池原理的应用 要点提取 3 熟记原电池构成的3个条件 1 两个活泼性不同的电极 常见为金属或石墨 2 两电极插入电解质溶液中 3 形成闭合回路 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 考点三原电池原理的应用 要点提取 4 明确原电池原理的4个应用 1 加快氧化还原反应的速率 2 比较金属活动性强弱 3 用于金属的防护 4 制作化学电源 高考演练 课时训练 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 一 利用原电池原理可判断金属活动性 考点突破 实验探究 典例探究 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证fe cu的金属活动性 他们提出了以下两种方案 请你帮助他们完成有关实验项目 方案 有人提出将大小相等的铁片和铜片 分别同时放入稀酸 或稀盐酸 中 观察产生气泡的快慢 据此确定他们的活动性 该原理的离子方程式为 方案 铁可以和稀硫酸 或稀盐酸 反应生成h2 而cu在金属活动性顺序表中位于h的后面 不能置换出酸中的氢 fe 2h fe2 h2 高考演练 课时训练 一 利用原电池原理可判断金属活动性 考点突破 实验探究 方案 有人利用fe cu作电极设计成原电池 以确定它们的活动性 试在下面的方框内画出原电池装置图 标出原电池的电极材料和电解质溶液 并写出电极反应式 正极 负极 2h 2e h2 或cu2 2e cu fe 2e fe2 利用原电池原理证明金属活动性fe cu 可以把铁片作为原电池的负极 铜片作为原电池的正极 稀硫酸作电解质溶液 按要求组成闭合回路 画出装置图 并写出相应的电极反应式 也可以设计盐桥组成原电池 高考演练 课时训练 一 利用原电池原理可判断金属活动性 考点突破 实验探究 方案 结合你所学的知识 帮助他们再设计一个验证fe cu活动性的简单实验方案 与方案 不能雷同 用离子方程式表示其反应原理 可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活泼性 把铁片插入cuso4溶液中观察现象 把一个光洁的铁片插入到cuso4溶液中 观察现象fe cu2 fe2 cu 高考演练 课时训练 一 利用原电池原理可判断金属活动性 考点突破 实验探究 互动探究 在以上题目中 是通过设计原电池 利用原电池的工作原理 验证了铁的金属活动性强于铜 但是 是否铁与铜分别作电极构成的原电池中 铁一定作为原电池的负极呢 不一定 用铁 铜和浓硝酸构成的原电池中 因铁在常温下和浓硝酸发生钝化 故它不再继续发生氧化反应 而铜则容易和浓硝酸发生氧化反应 表现为失电子 故铜成为了原电池的负极 铁成为了原电池的正极 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 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 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 取材于这些知识点的试题 由于题材广 信息新 陌生度大 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 角度一新型电池 放电 即原电池反应 时正极 负极的判断 知识基础 在zn cu 稀硫酸 原电池中 较活泼的金属材料作负极 较不活泼的金属材料或非金属材料作正极 负极 zn 2e zn2 正极 2h 2e h2 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 解题指导 新型电池中 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 2014 江西八校联考 被称之为 软电池 的纸质电池 采用一个薄层纸片作为传导体 在其一边镀锌 而在其另一边镀二氧化锰 在纸内的离子 流过 水和氧化锌组成的电解液 电池总反应为zn 2mno2 h2o zno 2mnooh 下列说法正确的是 a 该电池的正极为锌b 该电池反应中二氧化锰起催化剂作用c 当0 1molzn完全溶解时 流经电解液的电子个数为1 204 1023d 电池正极反应式为2mno2 2e 2h2o 2mnooh 2oh 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 解析 由总反应式可知 二氧化锰为氧化剂而不是催化剂 锌为还原剂 应为原电池的负极 a b错 电子只能经外电路流动 而不能在电解液中流动 电解液内电流的形成是由阴 阳离子的定向移动 c错 电池负极反应式为zn 2e 2oh zno h2o 用总反应式减去负极反应式得正极反应式为2mno2 2e 2h2o 2mnooh 2oh 答案 d 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 角度二新型电池 放电 即原电池反应 时正极 负极上电极反应式的书写 知识基础 铅蓄电池 pb pbo2 h2so4溶液 电极反应的书写 负极 pb 2e pb2 pb2 so42 pbso4 把二者合起来 即负极反应式 pb 2e so42 pbso4 正极 pbo2得电子变为pb2 pbo2 2e 4h pb2 2h2o pb2 so42 pbso4 把二者合起来 即正极反应式 pbo2 2e 4h so42 pbso4 2h2o 总反应式 正极反应式 负极反应式 即 pbo2 pb 4h 2so42 2pbso4 2h2o 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 解题指导 首先分析物质得失电子的情况 然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应 对于较为复杂的电极反应 可以利用 总反应式 较简单一极的电极反应式 较复杂一极电极反应式 的方法解决 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 2014 台州教学质量检测 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气作用生成水和二氧化碳 该电池负极发生的反应是 a ch3oh g o2 g 2e h2o l co2 g 2h aq b o2 g 4h aq 4e 2h2o l c ch3oh g h2o l 6e co2 g 6h aq d o2 g 2h2o l 4e 4oh 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 解析 该燃料电池的总反应为 2ch3oh g 3o2 g 4h2o l 2co2 g 正极反应为 o2 g 4h aq 4e 2h2o l 根据电子守恒则负极反应为 ch3oh g h2o l 6e co2 g 6h aq 答案 c 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 角度三新型电池 充电 即电解反应 时阴极 阳极的判断 知识基础 充电的实质就是把放电时发生的变化再复原的过程 如铅蓄电池 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 解题指导 首先应搞明白原电池放电时的正 负极 再根据电池充电时阳极接正极 阴极接负极的原理 即可以看成是放电时的负极与充电时的阴极互为逆反应 放电时的正极与充电时的阳极互为逆反应 然后进行分析 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 2014 湖南永州模拟 市场上经常见到的标记为li ion的电池称为 锂离子电池 它的负极材料是金属锂和碳的复合材料 碳作为金属锂的载体 电解质为一种能传导li 的高分子材料 这种锂离子电池的电池反应式为 li 2li0 35nio2 2li0 85nio2下列说法不正确的是 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 放电充电 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 解析 选d a项 li从零价升至正价 失去电子 作为负极 正确 b项 反应逆向进行时 反应物只有一种 故化合价既有升又有降 所以既发生氧化反应又发生还原反应 正确 c项 由于li可以与水反应 故电解质应为非水材料 正确 d项 原电池中阳离子应迁移至正极得电子 错误 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 角度四新型电池充 放电时 电解质溶液中离子移动方向的判断 知识基础 原电池中 阳离子移向正极 阴离子移向负极 如zn cu 稀h2so4 电池中 h 移向cu极 so42 移向zn极 电解池中 阳离子移向阴极 阴离子移向阳极 符合带电微粒在电场中的运动规律 解题指导 首先应分清电池是放电还是充电 再判断出正 负极或阴 阳极 进而即可确定离子的移动方向 高考演练 课时训练 二 新型化学电源的高考命题角度及解题指导 考点突破 实验探究 2014 长沙模拟 lifepo4电池具有稳定性高 安全 对环境友好等优点 可用于电动汽车 电池反应为 fepo4 l ilifepo4 电池的正极材料是lifepo4 负极材料是石墨 含li 导电固体为电解质 下列有关lifepo4电池说法不正确的是 a 可加入硫酸以提高电解质的导电性b 放电时电池内部li 向正极移动c 充电过程中 电池正极材料的质量减小d 放电时电池正极反应为 fepo4 li e lifepo4 放电充电 高考演练 课时训练 二 新