高考复习方案（全国卷）2020版高考化学一轮复习 第6单元 化学反应与能量 第23讲 原电池 化学电源教学案（无答案）新人教版

第23讲原电池化学电源考纲要求 1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。考点一原电池的工作原理及其应用知识归纳1原电池概念及其形成条件(1)概念：把_能转化为_的装置。(2)原电池构成条件：有两个_的电极(常见为金属或石墨)；将电极插入到_中；两电极间构成_(两电极接触或用导线连接)；能自发发生氧化还原反应。2工作原理(以铜锌原电池为例)原电池带盐桥的原电池装置图电极材料负极：_正极_电极反应负极：_正极：_反应类型负极：_正极：_电子流向离子移向外电路中，电子由_沿导线方向流向_，电解质溶液中阳离子移向_，阴离子移向_电池反应方程式_不同点Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2，会有一部分Zn与Cu2直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2不直接接触，不存在Zn与Cu2直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长3原电池原理的四大应用(1)比较金属的活动性强弱原电池中，_一般是活动性较强的金属，_一般是活动性较弱的金属(或非金属)。(2)加快化学反应速率氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。(3)用于金属的防护将需要保护的金属制品作原电池的_而受到保护。如要保护一个铁质的输水管道不被腐蚀，可用导线将其与一块_相连，_作原电池的负极。(4)设计原电池将氧化还原反应分成两个半反应；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。a电极材料的选择：选择活泼性较强的金属作为原电池的_；活泼性较弱的金属或非金属作为_。b电解质溶液的选择：电解质溶液能与_发生反应。如果两个半反应在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则每个容器中的电解质溶液的阳离子与电极材料相同。按要求画出原电池装置示意图，如根据Cu2Ag,Cu22Ag设计电池：图6231【判断思考】 1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()(5)任何氧化还原反应均可设计成原电池()(6)放热反应通过一定的装置可以将化学能变为电能，构成原电池()(7)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(8)原电池放电时，电流方向为电池的负极正极()2两个半电池构成的原电池中，盐桥的作用是什么？典型例题1 2020全国卷 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图6232所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()图6232A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O图62332 如图6233是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()A电极上发生还原反应，作原电池的负极B电极的电极反应式为Cu22e=CuC该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2D盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子原电池电极反应式的书写步骤和方法 变式训练1图6234为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是()图6234A原电池工作时的总反应为ZnCu2=Zn2Cu，该反应一定为放热反应B原电池工作时，Zn电极失去电子，发生氧化反应C原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深D如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极22020新课标全国卷 2020年3月我国科学家报道了如图6235所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()图6235Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移原电池正、负极的判断方法考点二化学电源的种类及工作原理知识归纳1一次电池碱性锌锰干电池负极材料：_电极反应：_正极材料：_电极反应： _总反应： _锌银电池负极材料：_，电极反应：_正极材料：_，电极反应：_总反应：_2.二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l) 3燃料电池(1)总反应式的书写：燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，燃烧反应方程式即为燃料电池的总反应方程式，但不同电解质中反应终产物不同。(2)正极反应式的书写：正极反应的本质都是O2放电得电子生成O2，电解质溶液酸碱性不同，电极反应式不同。酸性电解质溶液环境下正极反应式：_。碱性电解质溶液环境下正极反应式：_。固体电解质(高温下能传导O2)环境下正极反应式：_。熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下正极反应式：_。(3)负极反应式的书写：在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。 判断思考1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池()(3)若使反应Fe2Fe3,3Fe2以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料()(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能()(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H24e=4H，O24e2H2O=4OH()2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，完成下列电极反应式。酸性碱性负极反应式_正极反应式_电池总反应式2H2O22H2O(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_，溶液的pH_。(填“减小”“增大”或“不变”，下同)(2)氢氧燃料电池以H2SO4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_，溶液的pH_。典型例题32020江苏卷 一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图6236。下列有关该电池的说法正确的是()图6236A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应：H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应：O22CO24e=2CO4 (1)2020全国卷 酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知F96 500 Cmol1)(2)2020安徽卷 常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。图1图2图62370t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_，溶液中的H向_极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_。不同的介质电极反应式的书写方法中性溶液反应物中若是H得电子或OH失电子，H和OH均来自于水的电离，但生成物中可能有H和OH；水溶液中不能出现O2；酸性溶液反应物、生成物中均无OH；碱性溶液反应物、生成物中均无H。 变式训练12020北京卷 下列电池工作时，O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池2.某充电宝锂离子电池的总反应为xLiLi1xMn2O4LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为NiOOHMHMNi(OH)2(M为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是()图6238A锂离子电池放电时Li向正极迁移B镍氢电池放电时，正极的电极反应式为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHC图6238表示用锂离子电池给镍氢电池充电D锂离子电池充电时，阴极的电极反应式为LiMn2O4xe=Li1xMn2O4xLi图62391依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图6239所示。下列有关说法中错误的是()A电解质溶液Y是CuSO4溶液B电极X的材料是CuC银电极为电池的正极，其电极反应为Age=AgD外电路中的电子是从X电极流向Ag电极2如图62310为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是()图62310A电子由Zn极流向Cu极B该装置的总反应为ZnCu2=CuZn2C一段时间后，A池带正电荷，B池带负电荷D取出盐桥，电流计指针不再偏转32020福建卷 某原电池装置如图62311所示，电池总反应为2AgCl2=2AgCl。下列说法正确的是()图62311A正极反应为AgCle=AgClB放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减