高考总复习课件(苏教版)：62化学能转化为电能

1、第二单元第二单元 化学能转化为电能化学能转化为电能基础自主梳理基础自主梳理原电池原电池自我诊断自我诊断1(2010年江苏泰州模拟年江苏泰州模拟)有关下图装置的叙述不有关下图装置的叙述不正确的是正确的是()a这是电解这是电解naoh溶液的装置溶液的装置b该装置中该装置中pt为正极，电极反应为：为正极，电极反应为：o22h2o4e=4ohc该装置中该装置中fe为负极，电极反应为：为负极，电极反应为：fe2e2oh=fe(oh)2d这是一个原电池装置这是一个原电池装置解析：解析：选选a。该装置中没有外接电源，肯定不是。该装置中没有外接电源，肯定不是电解池。该装置中电解池。该装置中pt和和fe为活泼性

2、不同的两个电为活泼性不同的两个电极，极，naoh溶液为电解质，组成了一个原电池装溶液为电解质，组成了一个原电池装置。其中置。其中fe为负极，电极反应为为负极，电极反应为fe2e2oh=fe(oh)2，pt为正极，电极反应为为正极，电极反应为o22h2o4e = 4oh。基础回归基础回归1概念概念把把_转化为转化为_的装置。的装置。2工作原理工作原理(以锌铜原电池为例以锌铜原电池为例)化学能化学能电能电能电极名电极名称称负极负极正极正极电极材电极材料料zncu电极反电极反应应zn2e=zn2cu22e=cu反应类反应类型型氧化反应氧化反应还原反应还原反应电子流电子流向向由由zn沿导线流向沿导线流

3、向cu3.原电池构成条件原电池构成条件(1)两个两个_不同的电极不同的电极(常见为金属常见为金属或石墨或石墨)。(2)将电极插入将电极插入_中。中。(3)两电极间构成两电极间构成_。思考感悟思考感悟1.用活泼性不同的两种金属作为电极形成用活泼性不同的两种金属作为电极形成原电池时，较活泼的金属一定是原电池的原电池时，较活泼的金属一定是原电池的负极吗？负极吗？活泼性活泼性电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路【提示提示】不一定。如将镁、铝插入氢氧化不一定。如将镁、铝插入氢氧化钠溶液中形成原电池钠溶液中形成原电池(如图如图)，镁较活泼，但因，镁较活泼，但因为铝与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，铝被为铝与

4、氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，铝被氧化是负极，则镁条为正极。氧化是负极，则镁条为正极。常见的化学电源常见的化学电源自我诊断自我诊断2铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是pb和和pbo2，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为pbpbo22h2so4=2pbso42h2o。根据上述。根据上述情况判断：情况判断：(1)工作时，电解质溶液的工作时，电解质溶液的ph_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)。(2)工作时，电解质溶液中阴离子移向工作时，电解质溶液中阴离子移向_极。极。(3)电流方向从电流方向从_极流向

5、极流向_极。极。(4)写出负极的电极反应式：写出负极的电极反应式：_。基础回归基础回归1一次电池一次电池(锌锰干电池锌锰干电池)酸性酸性碱性碱性电极材料电极材料及电极反及电极反应式应式正正c： 2e=2nh3h2c：2mno22h2o2e=2mnooh2oh负负zn：zn2e=zn2zn：_填充物填充物zncl2、nh4cl和淀粉糊和淀粉糊做成的电解质溶液，另做成的电解质溶液，另有有mno2和炭黑和炭黑_代替了酸性锌锰干电池中的代替了酸性锌锰干电池中的nh4cl电池总电池总反应式反应式2mno2zn2h2o=2mnoohzn(oh)2优劣优劣比较比较制作简单，价格便宜，制作简单，价格便宜，但因

6、发生自放电而存放但因发生自放电而存放时间短，电压下降快等时间短，电压下降快等电压稳定，持久耐用，但生产工艺要求高电压稳定，持久耐用，但生产工艺要求高zn2oh2e=zn(oh)2mno2pbpbo2思考感悟思考感悟2转移转移2 mol e时，原电池中共消耗时，原电池中共消耗h2so4多多少摩尔？少摩尔？【提示】【提示】由总化学方程式可知：消耗由总化学方程式可知：消耗2 mol h2so4。3燃料电池燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分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。酸性和碱性两种。酸性酸性碱性碱性负极负极反应反应式式2h24e=4h2h24oh4e=4h2o

7、正极正极反应反应式式o24h4e=2h2oo22h2o4e=4oh电池电池反应反应式式2h2o2=2h2o课堂互动讲练课堂互动讲练原电池正、负极的判断与电极反原电池正、负极的判断与电极反应式的书写应式的书写1正、负极的判断正、负极的判断(1)原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个方程式判断正、负极，还原反应，如果给出一个方程式判断正、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。应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。(2)判断电极时，不能简单

8、地依据金属的活泼性判断电极时，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：来判断，要看反应的具体情况，如：a.al在强碱在强碱性溶液中比性溶液中比mg更易失电子，更易失电子，al作负极，作负极，mg作作正极；正极；b.fe、al在浓在浓hno3中钝化后，比中钝化后，比cu等金等金属更难失电子，属更难失电子，cu等金属作负极，等金属作负极，fe、al作正作正极。极。2电极反应式的书写电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写一般电极反应式的书写【特别提醒特别提醒】原电池中正负极的电极反应式原电池中正负极的电极反应式作为一种特殊的离子方程式，对于强弱电解质的作为一种特殊的离子方程式，

9、对于强弱电解质的书写形式，没有严格的规定，但必须遵循原子守书写形式，没有严格的规定，但必须遵循原子守恒和电荷守恒规律。恒和电荷守恒规律。 (2010年高考浙江卷年高考浙江卷)lial/fes电池是一电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：应式为：2lifes2e=li2sfe。有关该电池的下列说法中，正确的是有关该电池的下列说法中，正确的是()alial在电池中作为负极材料，该材料中在电池中作为负极材料，该材料中li的的化合价为化合价为1价价b该电池的电池反应式为：该电池的电池反应式为：2lifes = li2sfec负极的电极反应式

10、为：负极的电极反应式为：al3e = al3d充电时，阴极发生的电极反应式为：充电时，阴极发生的电极反应式为：li2sfe2e = 2lifes【解析解析】由由lial/fes电池中正极的电极反应电池中正极的电极反应式可知，式可知，li作负极，作负极，al作正极，负极的电极反应作正极，负极的电极反应式为式为lie = li，故，故a、c两项错误；该电池两项错误；该电池的电池反应式为的电池反应式为2lifes = li2sfe，b项正项正确；充电时，阴极得电子，发生还原反应，故确；充电时，阴极得电子，发生还原反应，故d项错误。项错误。【答案答案】b跟踪训练跟踪训练 (随学随练，轻松夺冠随学随练，

11、轻松夺冠)1(2009年高考浙江卷年高考浙江卷)市场上经常见到的标记为市场上经常见到的标记为liion的电池称为的电池称为“锂离子电池锂离子电池”。它的负极材料。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导电解质为一种能传导li的高分子材料。这种锂离的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：子电池的电池反应式为：下列说法不正确的是下列说法不正确的是()a放电时，负极的电极反应式：放电时，负极的电极反应式：lie=lib充电时，充电时，li0.85nio2既发生氧化反应又发生还既发生氧化反应又发生还原反应原反应c该电池不能

12、用水溶液作为电解质该电池不能用水溶液作为电解质d放电过程中放电过程中li向负极移动向负极移动解析：解析：选选d。a项，项，li从零价升至从零价升至1价，失去价，失去电子，作为负极，正确；电子，作为负极，正确；b项，反应逆向进行项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有时，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，正降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；确；c项，由于项，由于li可以与水反应，故应为非水可以与水反应，故应为非水材料，正确；材料，正确；d项，原电池中阳离子应迁移至项，原电池中阳离子应迁移至正极，故错误。正极，故错误。原电池原理及其

13、应用原电池原理及其应用1原电池原理原电池原理利用氧化还原反应可将化学能转变为电能，具利用氧化还原反应可将化学能转变为电能，具体如下：体如下：2原电池原理在化工、农业生产及科研中的原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用应用(1)加快氧化还原反应的速率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，在时反应速率增大。例如，在zn与稀与稀h2so4反应反应时，加入少量时，加入少量cuso4溶液能使产生溶液能使产生h2的反应速的反应速率加快。率加快。(2)比较金属活动性强弱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

14、作负极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。的金属比作正极的金属活泼。(3)用于金属的防护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。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，使锌作原等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。电池的负极。(4)设计制作化学电源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。具体设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：方法是：首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。首先将已知氧化还原反应拆分

15、为两个半反应。根据原电池的电极反应特点，结合两个半反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。应找出正、负极材料及电解质溶液。a电极材料的选择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；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。并且原电池的电极氧化性较强的物质作为正极。并且原电池的电极必须导电，电池中的负极必须能够与电解质溶液必须导电，电池中的负极必须能够与电解质溶液反应。反应。 b电解质溶液的选择电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极

16、发生反应解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两。但如果两个半反应分别在两个容器中进行个容器中进行(中间连接盐桥中间连接盐桥)，则左右两个容器，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中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子阳离子所组成的溶液。如在铜所组成的溶液。如在铜锌锌硫酸构成的原电硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有池中，负极金属锌浸泡在含有zn2的电解质的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有溶液中，而正极铜浸泡在含有cu2的溶液中。的溶液中。按要求画出原电池装置图。按要求画出原电池装置图。原理原理装置图装置图化学反应

17、：化学反应：cucl2fe=fecl2cu电极反应：电极反应：负极：负极：fe2e=fe2正极：正极：cu22e=cu化学反应：化学反应：2h2o2 2h2o电极反应：电极反应：负极：负极：2h24oh4e=4h2o正极：正极：o22h2o4e=4oh【特别提醒特别提醒】应用原电池原理可以设计任应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原反应的电池，但有的电流一自发的氧化还原反应的电池，但有的电流相当微弱。同时要注意电解质溶液不一定参相当微弱。同时要注意电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加入与反应，如燃料电池，水中一般要加入naoh、h2so4或或na2so4等，以增强溶液的导电性。

18、等，以增强溶液的导电性。 原电池原理广泛应用于科技、生产和生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：活中，请回答以下问题：(1)肼肼(n2h4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。肼用作火箭燃料。肼空气燃料电池是一种碱性燃空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是料电池，产物无污染，电解质溶液是20%30%的的koh溶液。肼溶液。肼空气燃料电池放电时：正极空气燃料电池放电时：正极的电极反应式是的电极反应式是_；负极的电极反应式；负极的电极反应式是是_。(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以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，以为电极反应物，以hclnh4cl为电解质