高三化学一轮复习 原电池和化学电源学案

1、初级电池和化学电源供应装置复习目标1.可以理解原电池的工作原理，写电极反应式和电池反应方程。2.了解一般化学电源供应设备的种类和工作原理。知识建设一、主电池的工作原理1.概念：将化学能转换为电能的装置。2.配置条件(1)有两个活动性不同的电极(通常是金属或石墨)的牙齿。(。(2)有电解质溶液。(3)两个电极之间形成闭合回路。3.工作原理图是两个茄子CuZn主电池图。请填空。(1)电极：阴极为Zn，正Cu很高。(2)电极反应；阴极：Zn-2e-=Zn2，阳极：Cu2 2e-=Cu。(3)电子移动方向和电流方向：电子从阴极通过外部电路流向阳极。电流从正极通过外部电路流入阴极。(4)离子的移动方向：

2、在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动。(5)两种装置的比较：装置I的还原剂Zn和氧化剂Cu2+直接接触，容易造成能量损失。设备II可以避免能量损失。装置II重盐桥的作用是提供阴阳离子方向移动的通道，传导。二、化学电源供应装置1.一次性电池碱性锌锰干电池负极材料：Zn电极反应：Zn 2oh-2e-=Zn(oh)2负极材料：碳棒电极反应：2mno2 2h2o 2e-=2mno oh 2oh-总反应：Zn 2m NO2 2h2o=2 MnO oh Zn (oh) 2二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电过程中的反应：阴极：Pb(s)so(AQ)-2e-=PBS O4(s)阳极：PBO 2

3、(s)4h(AQ)so(AQ)2e-=PBS O4(s)2h2o(l)总反应：Pb(s)PBO 2(s)2 H2 so 4(AQ)=2 PBS O4(s)2 H2O(l)。(2)充电过程中的反应：阴极：pbso4 (s) 2e-=Pb (s) so (AQ)阳极：PBS O4(s)2 H2O(l)-2e-=PBO 2(s)4h(AQ)so(AQ)。总反应：2 PBS O4(s)2 H2O(l)=Pb(s)PBO 2(s)2 H2S O4(AQ)。3.燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。酸性碱性阴极反应式2 H2-4e-=4h2 H2 4oh-4e-=4h2o阳极反

4、应式O2 4h 4e-=2h2oO2 2h2o 4e-=4oh-电池总反应式2 H2 O2=2h2o典型案例分析1.银碗久了表面逐渐变黑是产生Ag2S的原因。根据电化学的原理，在铝容器中加入盐溶液，将变成黑色的银容器浸入溶液中，你会发现黑色会褪色一段时间。(David aser，Northern Exposure，美国电视电视剧，电化学名言)下面的解释是()A.在处理过程中，银器保持着一定的重量B.银碗是阳极，Ag2S被还原，形成单质银C.在牙齿过程中，总反应为2al 3ag2s=6ag al2s3D.黑色褪色的原因是黑色Ag2S转换成白色AgCl2.MG-H2O2电池可用于驱动无人值守潜水器

5、。牙齿电池以海水为电解质溶液，示意图如下。在牙齿电池工作时，以下陈述是正确的()A.mg电极是牙齿电池的阳极B.H2O2石墨电极上的氧化反应C.石墨电极附近溶液pH值的增加D.溶液中cl-移向阳极3.高考组合问题写下一个电极反应式或电池反应方程。(1)二甲醚(CH3OCH3)直接燃料电池启动快、效率高，电解质呈酸性时，阴极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种功能强大的氧化剂，可用作水处理剂和大容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应，可生成K2FeO4，其反应的离子方程为_ _

6、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _K2FeO4在电池中用作阴极材料，电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)一般锌锰电池放电时产生的主要反应如下：Zn 2n H4 cl 2m NO2=Zn(NH3)2c L2 2 MnO oh在牙齿电池中，阴极材料主要是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

7、_，电解质的主要成分是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(4)吸收了H2的稀土储氢合金，以电池负极材料(MH表示)、NiO(OH)为电池负极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可以制成高容量、长寿镍氢电池。电池充电和放电时的总反应是：Nio (oh) mhni (oh) 2 m电池放电时，阴极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _4.有5块a、

8、B、C、D、E金属。1 A，B用电线连接，同时浸入稀释的H2SO4溶液，A很阴极。C，D用导线连接，然后同时浸入稀释H2SO4溶液中，电流为D导线C；A，C连接后，同时浸入稀释的H2SO4溶液中，C极产生大量气泡。B，D连接后，同时浸泡在稀释H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。用惰性电极传记分解含有B离子和E离子的溶液，E先析出。因此，判断5茄子金属活动性的顺序是()A.a b c d e b.a c d b eC.c a b d e d.b d c a e5.主电池的总反应为Cu 2fe3=Cu2 2fe2，下一个可能实现此反应的主电池为()abcd电极材料Cu，ZnCu，cFe，ZnCu，

9、Ag电解质FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)36.选取适当的影像。(1)将同一质量的锌粉A，B分别放在过量的稀硫酸中，同时将少量CuSO4溶液放在A中，形成H2的体积V(L)与时间t(min)的关系(2)将过量锌粉A、B分别加入定量稀硫酸，同时在A中加入少量CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)和时间T(分)的关系。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)将(1)中的CuSO4溶液变更为CH3COONa溶液，其他条件不变，影像为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。7.原电池原理广泛应用于科学技术、生产、生活，请回答以下问题。(1)肼(N2H4)又称为

10、联氨，是一种可用作火箭燃料的易燃液体。(。钚-空气燃料电池是碱性燃料电池，没有污染物质，电解质溶液是20%到30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时：阳极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _阴极的电极反应式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)寻找合适的催化剂和电极材料，设想以N2，H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。牙齿电池的阳极反应式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

11、 _ _(3)利用原电池原理设计实验，验证I2，Fe3+氧化性的强弱，画实验装置图，写电极反应式。模拟练习1.在下一个设备工作时，将化学能转换为热能()abcd硅太阳电池锂离子电池太阳热能集热器煤气灶2.一名学生根据离子反应方程式2fe3 Fe=3fe2设计了主电池。以下设计方案之一是()A.电极材料为铁和锌，电解质溶液为FeCl3溶液B.电极材料是铁和铜，电解质溶液是Fe(NO3)3溶液C.电极材料是铁和石墨，电解质溶液是FeCl2溶液D.电极材料是石墨，电解质溶液是FeCl3溶液3.在以下四个茄子常用传记化学装置的叙述中，准确的是()图碱性锌锰电池图铅-硫酸电池图电解精炼铜图是锌纽扣电池A

12、.图I所示电池中MnO2的作用是催化剂B.图II所示的电池放电过程中，硫酸浓度继续增加。C.图II所示的设备运行过程中电解质溶液中Cu2+浓度保持不变。D.图所示的电池中，Ag2O是氧化剂，在电池运行过程中恢复为Ag。4.电子表格中使用的纽扣电池的阳极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式为ZN 2OH-2E-=ZNO H2O。Ag2o H2O 2e-=2ag 2oh-。总反应式为ag2o Zn=2ag ZnO，以下说明为()A.Zn是阳极，Ag2O是阴极B.Zn是阴极，Ag2O是阳极C.主电池工作时阳极区溶液的pH值降低。D.主电池工作时阴极区溶液的pH值增加。5.控制适当的

13、条件，设计反应FE3 AGFE 2 AG作为主电池(盐桥含有津硝酸钾溶液，如图所示)。敏感电流表的0刻度在中心，左右有刻度。已知的连接后，观察了电流表指针向右偏转。以下判断正确的是()A.在外部电路中，电子从石墨电极流向银电极B.在盐桥上将k移动到b烧杯C.一段时间后，电流表指针向后偏转，超过0刻度向左偏转D.电流表指针居中后，在甲烧杯上放入一定量的铁，电流表指针向左偏转6.A，B，C，D将4块金属浸入稀释的硫酸中，2-2个电线形成多个原电池，A，B连接起来，A就是阴极。c，d连接，d弹出气泡。a、c连接，a极松弛；b，d是连接的，b是阳极。你茄子金属的活泼性顺序是()A.a b c d b.

14、a c b DC.a c d b d.b d c a7.在氧气中燃烧氢、甲烷、乙醇等物质时，将化学能直接转化为电能的装置称为燃料电池。燃料电池的基本组成是电极电解质燃料氧化剂。这种电池能源利用率达80%(一般柴油发电机约为40%)，产品污染也很少。燃料电池的以下说明为()A.上述燃料电池的阴极反应物质是氢、甲烷、乙醇等物质B.氢氧燃料电池经常用于宇宙飞船。一个茄子原因是牙齿电池的产物是水，处理后可供宇航员使用C.燃料乙醇电池的电解质通常使用KOH，牙齿电池的阴极反应为C2H5OH-12E-=2 CO23H2O。D.甲烷燃料电池的阳极反应为O2 2h2o 4e-=4oh-8.LIFE PO4电池

15、具有稳定性、安全性、环保等优点，可用于电动车。电池反应：FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，U导电固体是电解质。LiFePO4电池的以下说明为()A.可以添加硫酸，提高电解质的导电性B.放电过程中电池内部Li移动到阴极C.充电过程中电池负极材料的质量得到了提高。D.放电时电池阳极反应为fepo4 Li e-=LiFePO49.空气总是参与第一次电池设计，方便人们的生活。(1)我国第一个以铝-空气-海水电池为能源的新型海水指示灯，将海水作为电解质溶液，不断氧化铝作为空气中的氧气，产生电流，将灯放入海水几分钟后，发出耀眼的白光。电源供应器的阴极材料为_

16、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)熔盐电池具有较高的发电效率，因此可以用Li2CO3和Na2CO3的熔盐混合物进行电解质，CO是阳极气体，空气和CO2的混合气体是阴极辅助气体，制造在650C下工作的燃料电池，完成电池反应式很重要。阳极反应性：2co 2co-4e-=4co 2，阴极反应性：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _，总电池反应性：10.典型的铅蓄电池是二次电池，电极材料分别是Pb和PbO2，电解质是稀H2SO4溶液，运行时总反应式是PB PBO2

17、 2H2SO42PBSO4 2H2O。根据上述情况，(1)铅蓄电池的阴极材料为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)根据阳极材料和总反应，放电时阳极反应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)根据总反应式和阳极反应式，放电时的阴极反应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(4)放电时，电解质溶液中的负离子转移到_ _ _ _ _ _ _ _ _极。电流方向为_ _ _ _ _ _ _极流_ _ _ _ _ _极。(5)放电时，填充电解质溶液的酸性_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(“增强”、“减弱”或“不变”)。(6)充电过程中PbO2极发生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _反应，电极反应性_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _11.化学在能源开发和利用中起着非常重要的作用。氢是新型绿色能源，也是重要的化工原料。I .氢氧燃料电池能量转换率高，有