云南省德宏州梁河县一中2020届高三化学一轮复习 原电池化学电源学案

云南省德宏州梁河县第一中学2020年高中化学课原电池化学与电源复习主题：原电池化学电源了解原电池的工作原理，能够写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常用化学电源的类型及其工作原理。一、课前准备区知识点-原电池1.概念：将_ _ _ _ _ _能量转换成_ _ _ _ _ _的装置。2.工作原理：(以锌铜原电池为例)电极名称负极阳极电极材料电极反应反馈式电子流方向从锌到铜3.一次电池的组成条件(1)两个_ _ _ _ _ _ _电极。(2)将电极插入_ _ _ _ _ _ _。(3)用导线连接电极，形成_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(4)可以自发进行。总之，原电池的工作原理和电子流方向可以用下图来表示：问题思考一次电池中活性更高的金属一定是负极吗？阴离子和阳离子在原电池中是如何移动的？如何判断一次电池的正负极？知识点2化学电源1.原电池(1)碱性锌锰干电池负面反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；阳性反应：2mo 22H2O2E-=2mo2OH-；总反应式：二亚硝基二水锌=二亚硝基二氢锌。(2)锌银电池负面反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；阳性反应：Ag2O H2O 2E-=2Ag2OH-；总反应式：锌Ag2O H2O=锌(羟基)2 2Ag。2.二次电池(可充电、可重复使用)例如，铅蓄电池：硫酸作为电解质溶液负面反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；阳性反应：二氧化铅2E- 4H硫酸=硫酸铅2H2O总反应式：PBO 22h2so 4排放充电2PbSO4+2H2O .问题思考当可充电电池充电时，电极如何连接到外部电源的正极和负极？发生了什么变化？3.燃料电池(1)氢氧燃料电池(1)使用酸性电解液时：负极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；正极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；总反应：H2 O2=H2O。(2)用氢氧化钠等碱性溶液：负极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；正极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；总反应：H2 O2=H2O。(2)甲烷燃料电池：氢氧化钾作为电解质负极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；正极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；总反应：CH4 2O2 2KOH=K2CO3 3H2O。问题思考氢氧燃料电池在碱性介质中如何反应？反应后溶液的碱度如何变化？二、课堂活动区(一)、原电池电极反应性书写2.复杂电极反应的书写例如，在CH4酸燃料电池中，负电极反应公式为CH4 2O2- CO2 2H2O.总反应式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _阳性反应公式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.负极反应式(-)典型示例1科学家为心脏病人设计的心脏起搏器电池使用铂和锌作为电极材料，并依靠人体液体中一定浓度的溶解氧、氢和锌来工作。回答以下问题：(1)正极材料为_ _ _ _ _ _ _ _，电极反应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)负极材料为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，电极反应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(广东，2020，16)磷酸铁锂电池具有稳定性高、安全环保的优点，可用于电动汽车B.电池内部的锂在放电时移动到负极C.充电期间，电池正极材料的质量增加D.放电时，电池的正极反应是fepo4李娥-=lifepo4(2)原电池原理的应用1.加快氧化还原反应速度自发氧化还原反应，设计为原电池反应速率_ _ _ _ _ _。例如，当锌与稀硫酸反应时，加入少量的硫酸铜溶液可以使H2的产率_ _ _ _ _ _。典型实施例3分别向两种同等质量的锌粉a和b中加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量硫酸铜溶液。在下图中，H2产生的体积V(L)和时间t(min)之间的关系是正确的()2.比较金属的活性当两种金属被用作一次电池的两极时，它们的活性与正极和负极之间有什么关系？有四种金属：A、B、c和d。用电线连接A和B，并将它们浸入电解液中。乙不容易被腐蚀。当A和D分别放入等浓度的盐酸中时，D的反应比A更剧烈。将铜浸入B的盐溶液中没有明显的变化。如果将铜浸入碳的盐溶液中，金属碳就会沉淀。由此判断，它们活动的顺序从强到弱是()A.D、C、A、B、D、A、B、C、D、B、A、C、D、B、A、D、C3.设计化学电源(1)设计原电池的一般思维方法是什么？(2)设计原电池时对电解液有什么要求？如果有盐桥，两个半电池中的电解质溶液是一样的吗？(3)电极材料的选择和使用要求是什么？电极材料必须参与化学反应吗？根据以下氧化还原反应，设计了原电池：2氯化铁铁=3氯化铁。要求：(1)画出该原电池的设备图。该装置可以是烧杯。(2)指示一次电池的正负电极和外部电路中的电子流动方向。(3)写下两个电极上发生的电极反应。作业高考培训一次电池正负极的判断和电极反应类型的书写1.(2020福建李宗，11)研究人员开发了一种锂水电池，可用作鱼雷和潜艇的备用电源。该电池采用金属锂和钢板作为电极材料，LiOH作为电解液，加水后可以放电。以下关于电池的说法不正确()A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电过程中，正极上会产生氢气C.oh-在放电过程中向正极移动d总反应是2Li 2h2o=2lioh H22.(2020安徽李宗，12)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池可以利用淡水和海水含盐量的差异发电。电池在海水中的总反应可表示为5MnO2 2Ag氯化钠=Na2Mn5O10氯化钙以下关于“水”电池在海水中放电的说法是正确的()A.正反应式：ag cl-e-=AgClB.每生成1摩尔Na2Mn5O10，转移2摩尔电子C.钠离子不断移动到“水”电池的负极D.氯化银是还原产物3.(2020广东科技学院，12)一个小组正在研究电化学原理，设计如图装置所示。以下陈述不正确()当甲、甲、乙未连接时，金属铜会沉淀在铁板上。B.当a和b通过导线连接时，铜片上的反应如下Cu2+2e-=Cu不管a和b是否相连，铁片都会溶解，溶液会从蓝色逐渐变成淡绿色。D a和b分别与直流的正极和负极相连。当电压足够大时，Cu2+移动到铜电极4.(2020福建李宗，11)铅蓄电池的工作原理是pbo2 2h2so4=2pbso4 2h2o。阅读下图，以下判断是不正确的()当k闭合时，d电极反应式为硫酸铅2h2o-2e-=PBO 2 4h so当0.2摩尔的电子转移到电路中时，碘中消耗的硫酸为0.2摩尔当c.k关闭时，中的SO迁移到c电极。在二极管闭合一段时间后，二极管可以单独作为一次电池使用，二极管电极为正电极。5.(2020广东，23改编)当铜锌原电池(如图所示)工作时，以下说法是正确的(在外部电路中，电子从正极流向负极D.盐桥中的钾移动到硫酸锌溶液中一次电池原理在主题组2中的应用6.(2020，江苏，18)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过以下方法制备：在KOH溶液中加入适量的硝酸银溶液生成Ag2O沉淀，保持反应温度在80，在搅拌下向上述混合物中缓慢加入一定量的K2S2O8溶液，过滤，洗涤，反应完成后真空干燥得到固体样品。反应方程式为2agno 3 4KOH K2 S2 O8 ag2o 2发光2KNO3 2K2SO4 2H2O回答以下问题：(1)在上述准备过程中，检查洗涤是否完成的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)银锌碱性电池的电解液为氢氧化钾溶液。当电池放电时，正极的Ag2O2转化为银，负极的锌转化为K2Zn(OH)4。写出电池的反应方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(3)准确称取2.588克制备好的样品(仅含Ag2O3和Ag2O)，在一定条件下完全分解成银和O2，得到224.0毫升O2(标准条件下)。计算样品中Ag2O2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。7.(2020天津李宗，10)氢氧燃料电池是一种符合绿色化学理念的新型发电装置。如电池示意图所示，电池的电极表面镀有一层精细的铂粉，具有很强的吸附气体能力和稳定的性能。请回答：(1)氢氧燃料电池能量转换的主要形式它是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，电线里有电子。流向为_ _ _ _ _ _ _ _(由A和B表示)。(2)负反应公式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(3)铂粉末镀在电极表面的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(4)当电池工作时，H2和O2从外部持续供应，电池可以持续提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。锂金属是一种重要的储氢材料。氢气吸收和释放的原理如下：. 2li+h22li。LiH+H2O=LiOH+H2(1)反应一中的还原剂为_ _ _ _ _ _，反应二中的氧化剂为_ _ _ _ _ _。(2)已知LiH的固体密度为0.82 GCM-3，224 L(标准条件)H2被锂吸收，生成的LiH与吸收的H2的体积比为_ _ _ _ _ _。(3)在(2)中产生的锂与H2O反应，释放的H2用作电池的燃料。如果能量转换率为80%，导线中通过电子的物质的量为_ _ _ _ _ _摩尔。试验场培训主题组一原电池的原理及应用1.理论上不能用来设计一次电池的反应是()A.盐酸+氢氧化钠=氯化钠+H2O氢0b . 2CH 3OH(l)+3O 2(g)2CO 2(g)+4H2O(l)H 0c4fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H 0D2 H2(g)