2021高考化学一轮复习 专题6 第2讲 原电池 化学电源学案 新人教版

第二，对一次电池化学电源进行说明试验纲要1 .了解一次电池的工作原理，可以编写电极反应和电池反应方程。 2 .了解常见化学电源的种类及其工作原理。一次电池工作原理1 .一次电池：将_转换成_ _ _ _ _ _的装置。2 .构成条件(1)能够自发地发生氧化还原反应(一次电池必要条件)。(2)两个电极(材料可以是金属或导电非金属)。负极：活性强的金属。正极：活性弱的金属或通电的非金属。(3)电极全部插入电解质溶液中。(4)结构为_ (两电极接触或用导线连接)。3 .工作原理(以锌铜一次电池为例)装置图电极名称负极正极电极材料_张_张电极反应_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _反应型_反应_反应电子流动从_片沿导线流向_ _ _ _ _ _ _ _ _片离子移动方向阴离子迁移到_阳离子向_移动电池反应方程式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _“回扣判断”(正确的“”，错误的“”。(1)在一次电池中，负极材料活性必须比正极材料强()(2)在一次电池中，正极自身与电极反应无关，负极自身需要发生氧化反应()(3)带“盐桥”的电池比没有“盐桥”的电池电流要长()(4) 锌-硫酸铜溶液-铜一次电池中，锌为负极，发生还原反应()(5)一次电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(6)当一次电池放电时，电流方向从电源的负极流向正极()重点注意两种一次电池装置的区别名字单液一次电池二液一次电池服装能放置图两种装置否平分还原剂zn与氧化剂cu2直接接触，化学能转化为电能，化学能转化为热能，造成能量损失zn不与氧化剂cu2直接接触，只有化学能转化为电能，避免了能量损失，因此电流稳定，持续时间长备注盐桥加入饱和的kcl、kno3等溶液和琼脂制成的果冻，具有导电和平衡电荷作用。练习打分练习一次电池的基础判断1 .如图所示，一个同学正在测试水果电池。 以下说法不对的是()a .金属片a为正极时，在该金属片上产生h2b .水果电池的化学能转化为电能c .这种水果发电的原理是电磁感应d .金属片a、b，一方可以是铜片，另外一方可以是铁片2 .一次电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。 下面的说法正确的是()a .在(1)、(2)中以mg为负极，在(3)、(4)中以fe为负极b.(2)中以mg为正极，电极反应式为6h2o 6e-=6oh- 3h2。c.(3)中以fe为负极，电极反应式为fe-2e-=fe2d.(4)中cu为正极，电极反应式为2h2e-=h2练习二盐桥原电池3 .下图所示关于一次电池的记述不正确的是()a .电子沿着导线从cu片流向ag片b .正极电极反应为ag e-=agc.cu片发生氧化反应，ag片发生还原反应d .反应时盐桥中的阳离子转移到cu(no3)2溶液中4 .根据下图，以下的判断正确的是()a .烧杯a中溶液的ph值降低b .烧杯b发生氧化反应c .烧杯a发生的反应为2h2e-=h2。d .烧杯b产生反应为2cl-2e-=cl2.练习点3创新型一次电池5 .利用如图所示的一次电池可以测定空气中的cl2含量，其中电解质是ag可以自由移动的固体物质。 以下分析不正确()a .电子经由外部电路流入pt电极b .电池工作时，电解质中ag的数量减少c .正极反应： cl2 2e- 2ag=2agcld .空气中的c(cl2 )越大，ag的极消耗速度越快6 .气体自动检测常用原电池原理的传感器。 下图为电池的动作示意图。 气体扩散到传感器中，传感器对传感器电极发生反应后，传感器接收电信号。 下表列出了测量对象气体和敏感电极上的反应产物的一部分。 下面的表达方式正确的是()被测量气体部分电极反应产物no2否cl2hclcoco2h2sh2so4a .在上述气体检测情况下，传感器电极全部为电池的正极当检测到分别含有b.h2s和co的体积分率相同的2个空气样品时，传感器中产生的电流的大小相同c .检测到h2s时，对电极充满空气，对电极上的电极反应式为o2 2h2o 4e-=4oh-d .检测到d.cl2时，敏感电极的电极反应式为cl2 2e-=2cl-练习四次电池的设计7 .某学习小组同学查阅相关资料了解氧化性： cr2ofe3，设计了盐桥式电池。 盐桥装有琼脂和饱和k2so4溶液。 在下面的描述中，正确的是()a .甲烧杯溶液中发生还原反应b .在乙烧杯中发生的电极反应为2cr37h2o-6e-=cr2o 14hc .外部电路的电流方向从b到ad .电池一启动，盐桥中的so就转移到乙烧杯技能总结1 .正、负极判定方法2 .一次电池的设计与制作首先，将氧化还原反应分为两个半反应。根据一次电池的反应特点，结合两个半反应找到正、负极材料和电解质溶液。例如，根据反应2fecl3 cu=2fecl2 cucl2设计的电池包括：化学电源1 .一次电池碱性性锌锰元素干活儿电气池塘负极材料： zn电极反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _正极材料：碳棒电极反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _总反应： zn 2cmno2 2h2o=2mnooh zn(oh)2锌银电气池塘负极材料： zn电极反应： zn 2oh-2e-=zn(oh)2正极材料： ag2o电极反应： ag2o h2o 2e-=2ag 2oh-总反应： zn ag2o h2o=zn(oh)2 2ag2 .二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时反应负面反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _正极反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _总反应： pb pbo2 2h2so4=2pbso4 2h2o。(2)充电时的反应阴极反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _阳极反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _总反应：2pbso4 2h2o=pb pbo2 2h2so4。3 .燃料电池氢氧化物燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2h2-4e-=4h_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _正极反应式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _o2 2h2o 4e-=4oh-电极总反应式2h2 o2=2h2o“回扣判断”(正确的“”，错误的“”。(1)铅蓄电池放电时，铅为正()(2)为二次电池充电时，外接电源的正极，内接该负极()(3)铅蓄电池放电时，正极和负极质量都增加()(4)碱性锌锰干电池为一次电池，其中mno2为催化剂，锌锰干电池比能量高，可贮藏时间长()(5)氢氧化燃料电池将koh作为电解质溶液时，一旦工作一段时间，ph就会变大()(6)氢氧化燃料电池以h2so4作为电解质溶液时，若工作一段时间，则ph值变大()(7)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，热能转换为电能()手机、电脑使用的锂电池是一次性电池()重点注意二次电池充放电时的电极对应关系练习打分练习一次二次电池充放电过程1、水系锂电池具有安全、环保和价格便宜等优点。 以钒酸钠(nav3o8)为正极材料的电极反应式为nav3o8 xliixe-=nalixv3o8，该电池的示意图如图所示。 下一个说法错误的是()a .放电时负极的电极反应式： li-e-=lib .充电过程中li从阳极转移到阴极c .充电中阳极的电极反应式为nalixv3o8-xe-=nav3o8 xli、nalixv3o8，钒的价数发生变化d .该电池可以使用硫酸钠溶液作为电解质溶液2 .天宫一号飞机在太空工作期间，必须不断供电。 其供电原理是，白天太阳能电池板发电，一部分电力直接供给“天宫1号”，另一部分电力储存在镍氢电池中，晚上使用。 图示意性地显示了镍氢电池的结构(氢化物电极为储氢金属，可以看作h2与反应直接相关)。 以下说法是正确的()a .充电时阴极区域电解质溶液的ph降低b .在使用中，该电池必须不断补水c .放电时niooh在电极上发生氧化反应d .充电时阳极反应式为ni(oh)2-e- oh-=niooh h2o练习点双燃料电池的分析3 .液体燃料电池与气体燃料电池相比具有体积小等优点。 图示了以液体肼(n2h4 )为燃料的电池装置，该电池以空气中的氧为氧化剂，以koh溶液为电解质溶液。 关于这个电池的以下记述是正确的()a.b电极发生氧化反应b.a电极电极反应式为n2h4 4oh-4e-=n2 4h2oc .放电时，电流从a电极经由负载流向b电极d .其中离子交换膜必须选择阳离子交换膜4 .甲醇燃料电池具有便于携带、易于贮藏等优点，目前被认为是取代传统电池的便携式设备的主要电源。 图为甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，以下说法正确()a.y极电池负极b.x极电极反应式： ch3oh h2o-6e-=co2 6hc .在常温下用该电池将kcl溶液100ml电解至ph=12时，电池质子交换膜移动a为0.01 mold .空气以氧气为20%计算，x极消耗1 mol甲醇，y极消耗168 l空气中的氧气练习“微生物”电池5 .微生物电池是通过微生物的作用将化学能转换成电能的装置，其工作原理如图所示。 以下微生物电池的说法不对的是()a .正极反应中生成co2b .微生物促进了反应中电子的迁移c .质子通过交换膜从负极区域移动到正极区域d .电池的总反应为c6h 12 o6o2=6co2-6h2o6 .图是微生物燃料电池的结构示意图，正确叙述该电池的是()a .分子组成为cm(h2o)n的物质必定是糖类b .微生物存在电极部放电时发生还原反应c .放电中，h从正极区域移动到负极区域d .正极反应式为mno2 4h2e-=mn22h2o方法总结电极反应式标记顺序电池电极反应式标记的“三阶段”1.2019全国卷i，12利用生物燃料电池原理研究室温氨的合成，电池工作时mv2 /mv在电极与酶之间传导电子，示意图如图所示。 下一个说法错误的是()a .与传统的工业合成氨相比，该方法条件温和，同时还能提供电能b .在阴极区，在氢化酶作用下反应h2 2mv2=2h 2mvc .以正极区、固氮酶为催化剂，n2发生还原反应生成nh3d .在电池操作期间质子通过交换膜从负极区域移动到正极区域2.2019天津卷，6我国科学家研制出一种新型高比能锌碘溴液流电池，其工作原理示意如下。 图中的贮存器可贮藏电解质溶液，提高电池容量。以下描述不正确()a .放电时，a电极反应为i2br- 2e-=2i- br-b .放电时，溶液中离子的数量增大c .充电时，b电极每增加0.65 g，在溶液中0.02 mol i-被氧化d .充电时，a电极与电源负极连接3.2018全国卷ii，12中国科学家开发了室温下“可呼吸”的naco2二次电池。 将naclo4溶解在有机溶剂中作为电解液，将负载钠和碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3co2-4na2na2co3c。 下一个说法错误的是()a .放电时，clo向负极移动b .充电时释放co2，放电时吸收co2c .放电时，正极反应为：3co2 4e-=2co cd .充电时的正极反应为na :e-=na4.2018全国卷、11可充电的锂空气电池如图所示。 当电池放电时，o2和li在多孔碳材料电极上生成li2o2-x(x=0或1 ) . 以下说法是正确的()a .放电时，多孔碳材料电极为负极b .放电时，外部电路电子从多孔碳材料电极流向锂电极c .充电时，电解质溶液中li向多孔碳材料区域移动d .充电时，电池总反应为li2o2-x=2li o25.2017全国卷，11全固态锂硫电池的能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中常用电极a中添加石墨烯的s8材料，电池反应为16li xs8=8li2sx (2x8 )。 下一