高三化学复习第九章 第一节 原电池 化学电源

.,考纲定标1了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池总反应式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。,热点定位1原电池的工作原理及电极反应式的书写。2了解常用化学电源的构造及新型电源的工作原理，尤其是可充电电池的充放电过程。3根据所给自发进行的反应设计原电池，并能绘制装置图。,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。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。,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。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。,第九章,第一节,抓基础,析考点,提能力,一、原电池的工作原理有下述装置：,其中能形成原电池的是，该原电池工作时，负极发生，电极反应式为；正极发生，电极反应式为；电池总反应式为。,B,氧化反应,还原反应,Cu2e=Cu2,2Ag2e=2Ag,Cu2Ag=Cu22Ag,二、常见化学电源1一次电池(碱性锌锰电池)反应原理：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH。负极反应：。正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH。2二次电池(铅蓄电池)反应原理：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。负极反应：。正极反应：。,Zn2OH2e=Zn(OH)2,PbO24HSO2e=PbSO42H2O,3燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。,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：,(2)复杂电极反应式的书写：,特别提醒（1）原电池正、负极的判断基础是氧化还原反应，如果给出一个化学方程式判断正、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）当两电极都与电解质溶液反应时，活泼的电极作负极，不活泼的电极作正极；当只有一极与电解质溶液反应时，与电解质溶液反应的电极作负极，另一极作正极。,例1（2011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-=Ni22O3+3H2O,.,解析本题考查充电电池的有关知识，意在考查考生对充电电池正负极的判断及书写电极反应的能力。在铁镍蓄电池中，Fe是负极，Ni2O3是正极，由于生成Fe(OH)2,则电解液为碱性溶液，故A正确；电池放电时，负极反应为：Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2，故B正确；电池充电时，阴极反应式为：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-，阴极附近溶液pH升高，故C错误；由充电时的总反应式减去阴极反应式，可得到阳极反应式，D正确。答案C,可充电电池充电时的电极接法,1双选题(2010广东高考)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(),A正极反应为：Zn2e=Zn2B电池反应为：ZnCu2=Zn2CuC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：本题考查原电池，意在考查考生对原电池工作原理的分析能力。该电池中Zn为负极，电极反应为：Zn2e=Zn2，Cu为正极，电极反应为：Cu22e=Cu，A项错误；电池总反应为：ZnCu2=Zn2Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出经导线流向正极，C项正确；负极上由于Zn放电，ZnSO4溶液中Zn2的浓度增大，故盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液，D项错误。答案：BC,2(2011海南高考)一种充电电池放电时的电极反应为H22OH2e=2H2ONiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OH当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是()AH2O的还原BNiO(OH)的还原CH2的氧化DNi(OH)2的氧化,解析：由题中给出的电极反应可判断出做原电池时，H2是还原剂被氧化，NiO(OH)是氧化剂被还原，则充电时H2是还原产物，NiO(OH)是氧化产物，与外电源正极相连的是阳极发生氧化反应，所以“Ni(OH)2的氧化”正确。答案：D,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与稀硫酸反应时加入少量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；氧化性较强的物质作为正极，并且，原电池的电极必须导电，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：电解质溶液或者电解质溶液中溶解的其他物质(如空气中的氧气)能与负极发生反应。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，而正极金属铜浸泡在含有Cu2的电解质溶液中。,(3)按要求画出原电池装置图。如：,特别提醒(1)自发进行的氧化还原反应不一定都能设计成原电池，如Cl22NaOH=NaClNaClOH2O等。(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，如在强碱性溶液中Al比Mg更易失去电子，Al作负极，Mg作正极；Fe、Al在浓硝酸中钝化后，比Cu等金属更难失去电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。(3)原电池中的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等。,例2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HClNH4Cl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)氧气在正极上发生还原反应生成氢氧根离子，肼在负极上被氧化转化为无污染的氮气和水。(2)相当于氮气和氢气先合成氨，然后与盐酸反应生成氯化铵。(3)三价铁离子能够氧化铜生成铜离子，从而设计成原电池证明该结论。,3(2011德州模拟)下列说法正确的是()A构成原电池正极和负极的材料必须是金属B在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应D原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能,答案：C,解析：构成原电池的材料可以是非金属，如碳棒；电子流出的极为负极，发生氧化反应；粗锌可与稀H2SO4构成原电池加速反应的进行；原电池反应后，电极产物仍会具有一定的能量，故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能。,4(2011邢台一模)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