高考化学一轮复习-第2讲省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

第二讲原电池化学电源1/841．了解原电池工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。2．了解常见化学电源种类及其工作原理。2/841．新型电池原理分析，电极判断，电极和电池反应式书写。2．原电池在能源危机作用。3/84一、原电池1．装置特点：

转化为

。2．原电池电极 原电池负极——

金属——发生

反应——向外电路提供电子 原电池正极——

金属(或惰性电极如石墨)——发生

——

外电路提供电子化学能电能活泼氧化不活泼还原反应接收4/843．原电池组成条件 (1)能自发地发生

。 (2)电解质溶液(组成电路或参加反应)。 (3)由还原剂和导体组成

极系统，由氧化剂和导体组成

极系统。 (4)形成

(两电极接触或用导线连接)。氧化还原反应负正闭合回路5/844．工作原理(以锌—铜原电池为例，如图所表示)6/84电极名称负极正极电极材料

.

.电极反应

.

.反应类型氧化反应还原反应电子流向由

沿导线流向

.盐桥中离子流向阴离子流向负极，阳离子流向正极电池反应方程式

.ZnCuZn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu负极正极Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu7/84 原电池内部阴、阳离子怎样移动？为何？提醒阴离子移向负极、阳离子移向正极，这是因为负极失电子，生成大量阳离子聚集在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近阳离子因得电子生成电中性物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中阳离子要移向正极。8/84 原电池模型中惯用盐桥连接，它作用是什么？能否用一导线代替？提醒盐桥作用是连接两烧杯中电解质形成闭合回路，经过带电离子定向移动，平衡烧杯中电解质溶液电荷，不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子。9/84二、常见化学电源电池负极反应正极反应总反应式碱性锌锰电池2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)210/8411/84电池负极反应正极反应总反应式氢氧燃料电池酸性2H2－4e－===4H＋O2＋4e－＋4H＋===2H2O2H2＋O2===2H2O碱性2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋4e－＋2H2O===4OH－固体2H2－4e－===4H＋O2＋4e－===2O2－12/84 可充电电池充电时电极与外接电源正、负极怎样连接？提醒可充电电池充电时电极接法为：13/8414/8415/84四个观察·原电池四个判定方法①观察电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池电极普通为惰性电极)；②观察溶液——两极插入溶液中；③观察回路——形成闭合回路或两极直接接触；④观察本质——原电池反应是自发氧化还原反应。16/84四个规律·金属腐蚀四个规律①电解池原理引发腐蚀>原电池原理引发腐蚀>化学腐蚀>有防护办法腐蚀。②对同一个金属来说，腐蚀快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。③活泼性不一样两金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。④对同一个电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。17/8418/84问题征解·在金属电化学腐蚀中，做氧化剂只有O2和H＋吗？提醒不是。其它氧化性微粒也能够使金属发生电化学腐蚀。

19/84必考点47原电池正负极判断方法和电极反应式书写一、原电池正负极判断20/84二、电极反应式书写1．普通电极反应式书写—按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应物和产物，找出得失电子数量。

—电极产物在电解质溶液环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要恪守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等，并加以配平。—两电极反应式相加，与总反应离子方程式对照验证。21/842．复杂电极反应式书写 如CH4酸性燃料电池中 CH4＋2O2===CO2＋2H2O……总反应式① 2O2＋8H＋＋8e－===4H2O……正极反应式② ①－②得： CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋……负极反应式22/8423/84Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液结果发觉电流表指针均发生偏转。试回答以下问题：(1)两次操作中指针为何发生偏转？(2)两次操作过程中指针偏转方向为何相反？试用化学平衡移动原了解释之。(3)操作Ⅰ过程中C1棒上发生反应为________________；(4)操作Ⅱ过程中C2棒上发生反应为__________________。(5)操作Ⅱ过程中，盐桥中K＋移向______烧杯溶液(填“A”或“B”)。24/8425/8426/84①原电池正、负极判断基础是自发进行氧化还原反应，假如给出一个化学反应方程式判断正、负极，能够直接依据化合价升降来判断，发生氧化反应一极为负极，发生还原反应一极为正极。②判断电极时，不能简单地依据金属活泼性来判断，要看反应详细情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。——原电池正负极判断注意点27/84【应用1】 (·保定质检)原电池正、负电极极性不但与电极材料性质相关，也与电解质溶液相关。以下由不一样材料组成原电池，电极反应正确是 ()。 A．由Fe、Cu与稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋ B．由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成原电池，其负极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2 C．由Pb、Cu与氯化铁溶液组成原电池，其正极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ D．由Al、Cu与浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋28/84解析由Fe、Cu与稀硫酸组成原电池，Fe作负极，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，A错；由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成原电池，电池总反应为2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑，Al作负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO-2＋2H2O，B错；由Pb、Cu与氯化铁溶液组成原电池，正极为Pb，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，C错；由Al、Cu与浓硝酸组成原电池，Al遇浓硝酸钝化，Cu作负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，D对。答案D29/84必考点48原电池原理在化工、农业生产及科研中应用1．加紧氧化还原反应速率 一个自发进行氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。 比如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少许CuSO4溶液能使产生H2反应速率加紧。30/842．比较金属活动性强弱 两种金属分别做原电池两极时，普通做负极金属比做正极金属活泼。 比如，有两种金属a、b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a溶解，b极上有气泡产生，则推测a为负极，b为正极，则金属活动性a＞b。3．用于金属防护 使被保护金属制品做原电池正极而得到保护。 比如，要保护一个铁质输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池负极。31/844．设计电池，制造化学电源 如依据以下反应设计原电池以下表所表示：原理负极正极电解质溶液电极反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2CuC(Fe3＋)FeCl3溶液负极：Cu－2e－===Cu2＋正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋32/845.探究金属腐蚀快慢规律 不一样类型腐蚀规律 电解原理引发腐蚀＞原电池原理引发腐蚀＞化学腐蚀＞有防护办法腐蚀33/84【典例2】 (·吉林期末质检)试验发觉，298K时，在FeCl3酸性溶液中加入少许锌粒后，Fe3＋马上被还原成Fe2＋。某化学兴趣小组依据该试验事实设计了如图所表示原电池装置。以下相关说法中正确是 ()。34/84A．该原电池正极反应是：Zn—2e－===Zn2＋B．左烧杯中溶液红色逐步褪去C．该电池铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为：3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋解析正极是得电子反应，A错误；左烧杯中电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，B正确、C错误；因为在金属活动性次序中铁排在H前面，在酸性溶液中不会生成Fe，D错误。答案B35/84理论上能自发进行氧化还原反应都能够设计成原电池。(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池负极和正极。(2)确定电极材料如发生氧化反应物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(如H2)或溶液中还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。发生还原反应电极材料必须不如负极材料活泼。(3)确定电解质溶液普通选取反应物中电解质溶液即可。(4)组成闭合回路。36/8437/84A．反应开始时，乙中石墨电极上发生还原反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应到达化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极38/84答案BC39/84原电池反应本质就是氧化还原反应。所以正确书写氧化还原反应方程式并能标出电子转移方向和数目是正确书写电极反应式基础，经过电池反应中转移电子数目可确定电极反应中得失电子数目，经过电池反应中氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物可确定电极反应中反应物和产物。详细步骤以下：①首先依据题意写出电池反应。②标出电子转移方向和数目，指出氧化剂、还原剂。40/84③依据还原剂——负极材料，氧化产物——负极产物，氧化剂——正极材料，还原产物——正极产物来确定原电池正、负极和反应产物。依据电池反应中转移电子数目来确定电极反应中得失电子数目。④注意环境介质对反应产物影响。⑤写出正确电极反应式。41/84试卷采样(12分)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。(1)给你一只安培表，请你画出该原电池示意图，并标出正负极。42/84当场指导审题指导 在所给电极材料中，铝片能与NaOH溶液发生自发氧化还原反应： 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 还原剂氧化剂氧化产物还原产物 由此可知： 负极(Al)：2Al－6e－＋8OH－===2[Al(OH)4]－ 正极(Mg)：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－43/84失分提醒1．原电池正极和负极除与活泼性相关外，还与接触到溶液酸碱性相关。2．原电池中电极反应与溶液酸碱性有一定关系。44/84评分细则(1)如右图所表示(4分)(不标正负极扣2分)(2)2Al＋8OH－－6e－===2[Al(OH)4]－(4分)(3)6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－(4分)45/84Hold住考向考向1原电池工作原理5年12考考向2原电池原理综合应用5年8考名师揭秘原电池原理分析和应用是高考热点。预测年关于新型电源工作原理分析、电极反应式书写仍会在高考中出现，必须高度关注。46/84角度1.原电池工作原理1．(·福建理综，9)将下列图所表示试验装置K闭合，以下判断正确是 ()。47/84答案A48/842．(·广东，12)某小组为研究电化学原理，设计如图装置，以下叙述不正确是 ()。 A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生反应为：Cu2＋＋2e－===Cu C．不论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐步变成浅绿色 D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动49/84解析a和b不连接时，铁与CuSO4溶液发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A项正确；a和b用导线连接时，组成了原电池，Fe作负极，Cu作正极，铜片上发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，铁片上发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，B项正确；经过以上分析可知，不论a和b是否连接，均发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故溶液均从蓝色(Cu2＋颜色)逐步变成浅绿色(Fe2＋颜色)，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，组成电解池，铜片作阳极，铁片作阴极，Cu2＋应向阴极(铁电极)移动，D项错误。答案D50/843．(·广东，23)铜锌原电池(如图)工作时，以下叙述正确是 ()。 A．正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋ B．电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从负极流向正极 D．盐桥中K＋移向ZnSO4溶液51/84解析本题考查原电池，意在考查考生对原电池工作原理分析能力。该电池中Zn为负极，电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，电极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，A项错误；电池总反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，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；负极上因为Zn放电，ZnSO4溶液中Zn2＋浓度增大，故盐桥中Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。答案BC52/84角度2.新型化学电池4．(·福建，11)研究人员研制出一个锂水电池，可作为鱼雷和潜艇贮备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池以下说法不正确是 ()。 A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成 C．放电时OH－向正极移动 D．总反应为：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑53/84解析在原电池中电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。答案C54/845．(·安徽理综，12)研究人员最近创造了一个“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差异进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，以下“水”电池在海水中放电时相关说法正确是 ()。 A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子 C．Na＋不停向“水”电池负极移动 D．AgCl是还原产物55/84解析A项，Ag＋Cl－－e－===AgCl应为负极反应式，故错误；B项，负极只有Ag失电子，依据电荷守恒，由总反应式可知B项正确；C项，Na＋向正极移动，故错误；D项，AgCl为氧化产物，故错误。答案B56/84角度1.判断金属活泼性1．(·全国，11)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③质量降低。据此判断这四种金属活动性由大到小次序是 ()。 A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④57/84解析①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极，②为正极，金属活动性：①＞②；①③相连时，③为正极，①为负极，金属活动性：①＞③；②④相连时，②上有气泡逸出，说明④为负极，②为正极，金属活动性：④＞②；③④相连时，③质量减小，说明③为负极，④为正极，金属活动性：③＞④。由此可知，金属活动性：①＞③＞④＞②，B项正确。答案B58/84角度2.电化学腐蚀与防护2．(·山东理综，13)以下与金属腐蚀相关说法正确是 ()。59/84A．图a中，插入海水中铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体速率也增大D．图d中，Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2氧化作用引发60/84解析A项，因液面处氧气浓度大且与海水接触，故在液面处铁棒腐蚀最严重；C项，接通开关后形成原电池，Zn腐蚀速率增大，H＋在Pt电极上放电产生H2；D项，干电池自放电腐蚀是NH4Cl产生H＋氧化作用引发。答案B61/843．(·浙江理综，10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁铁板表面上，一段时间后发觉液滴覆盖圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所表示。造成该现象主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。以下说法正确是 ()。62/84A．液滴中Cl－由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．液滴下Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成Fe2＋由a区向b区迁移，与b区OH－形成Fe(OH)2，深入氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋63/84解析Cl－由b区向a区迁移，A错；正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；由题干知铁板发生吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应，所以C项错；铜螺丝钉作正极，所以D错。答案B64/84角度3.电池在工农业生产和生活中应用4．(·四川理综，11)一个基于酸性燃料电池原理设计酒精检测仪，负极上反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。以下相关说法正确是()。 A．检测时，电解质溶液中H＋向负极移动 B．若有0.4mol电子转移，则在标准情况下消耗4.48L氧气 C．电池反应化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－65/84解析A项，检测时，电解质溶液中H＋移向正极；B项，若反应中有0.4mol电子转移，则在标况下消耗O2体积为2.24L；D项，电解质溶液呈酸性，正极上发生反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。答案C66/845．(·海南化学，16)新型高效甲烷燃料电池采取铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解试验，如图所表示。67/84回答以下问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极电极反应分别为________、________；(2)闭合K开关后，a、b电极上都有气体产生，其中b电极上得到是________，电解氯化钠溶液总反应方程式为________________________________________________________________________。(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准情况)，且反应完全，则理论上经过电解池电量为________(法拉第常数F＝9.65×104C·mol－1，列式计算)，最多能产生氯气体积为________L(标准情况)。68/8469/8470/84【常见考点】①原电池原理在新型电池中应用②原电池原理在工农业生产中应用③金属活泼性强弱比较试验探究④金属腐蚀快慢原因试验探究【常考题型】①选择题②填空题71/84【样题1】

原电池原理在工农业生产和生活中应用 我国大力发展清洁能源产业，以太阳能为代表新能源产业规模发展快速。试完成以下问题：72/8473/84(2)为表