《2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 第21讲 原电池 化学电源》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 第21讲 原电池 化学电源（84页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第21讲 原电池 化学电源,第六章 化学反应与能量,考纲要求 1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。,微专题20 新型电源及电极反应式的书写,探究高考 明确考向,考点二 化学电源,内容索引,考点一 原电池的工作原理及应用,课时作业,原电池的工作原理及应用,考点一,知识梳理,1.概念和反应本质 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是 。 2.原电池的构成条件 (1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 (2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 (3)三看是否形成
2、闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中。,氧化还原反应,3.工作原理 以锌铜原电池为例,(1)反应原理,氧化反应,还原反应,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,正,负,(2)盐桥的组成和作用 盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。,正误判断 辨析易错易混,(1)理论上说，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( ) (2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( ) (3)用Mg、Al分别作电极，用NaOH溶液作电解液构成的原电池，Mg为正极(
3、 ) (4)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( ) (5)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( ) (6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极( ),答案,(7)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高 ( ) (8)由于CaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池( ),答案,原电池正负极的判断方法 (1)由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为_极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为_极。 (2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由_极流向_极；
4、电子由_极流向_极。,答案,深度思考 提升思维能力,负,正,正,负,负,正,(3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向_极，阴离子移向_极。 (4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的_极失电子发生氧化反应，其_极得电子发生还原反应。 (5)根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为_极，增重或有气体逸出的一极为_极。,答案,正,负,负,正,负,正,提示 判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况，例如：Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；Fe、Al在浓HNO3中钝化，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属
5、作负极，Fe、Al作正极。,解题探究,题组一 原电池的工作原理 1.(1)下列装置属于原电池的是_。,答案,(2)在选出的原电池中，_是负极，电极反应为_；_是正极，电极反应为_。,Fe,Fe2e=Fe2,Cu,2H2e=H2,A.中Mg作负极，中Fe作负极 B.中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2 C.中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2 D.中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2,2.(2017信阳质检)分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是,答案,解析,解析 中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；中Fe在浓硝酸中钝化
6、，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错； 中电池总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e= 4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确； 中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错。,(1)Fe作负极，发生氧化反应时，失2e变成Fe2，而不是Fe3。 (2)书写某一极电极反应式时，若书写困难，也可先写另一极的电极反应式。用“减法”来处理，即用总的电极反应式减去容易写出一极的电极反应式(前提是电量守恒)。,题组二 聚焦“盐桥”原电池 3.(2017太原市第五中学高三模拟)根据右图， 下列判断中正确的是 A
7、.烧杯a中的溶液pH降低 B.烧杯b中发生氧化反应 C.烧杯a中发生的反应为2H2e=H2 D.烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2,答案,解析,解析 由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高；烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn2e=Zn2。,4.控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是 A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原 C.电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D.电流表读数
8、为零后，在甲中加入FeCl2固体， 乙中的石墨电极为负极,答案,解析,解析 由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成Fe2被还原，I失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确； 电流表读数为零时，Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态，C正确； 在甲中加入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。,题组三 原电池工作原理的应用 5.(2018江门质检)M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=
9、N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是 A.PMNE B.ENMP C.PNME D.EPMN,答案,解析,解析 由知，金属活动性：MN；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：PM；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：NE。综合可知，A正确。,6.依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。,答案,请回答下列问题： (1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_(填化学式)。 (2)银电极为电池的_极，其电极反应为_。 (3)盐桥中的,Cu,AgNO
10、3,正,Age=Ag,Cu(NO3)2,原电池设计类试题的解题思路 (1)利用氧化还原反应知识判断题给总反应中的氧化反应、还原反应。 (2)选择合适的电极材料和电解质溶液。 (3)画出原电池装置图。画图时应注意：电极材料、电解质溶液；简易装置图和带有盐桥的装置图的区别等。,7.银器日久表面会逐渐变黑，这是因为生成了硫化银。有人设计用原电池原理进行“抛光”，其处理方法：将一定浓度的氯化钠溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去，而银器恢复光泽，且不会损失。试回答： (1)氯化钠溶液的作用是_。,答案,解析,为电解质溶液，起导电作用,解析 要善于抓住题给信息，“黑
11、色会褪去，而银器恢复光泽，且不会损失”，必然发生Ag2SAg，显然这是原电池的正极反应，Ag2S2e=2AgS2，负极反应为活泼金属Al发生氧化反应：Al3e=Al3。正极生成的S2和负极生成的Al3在溶液中发生双水解反应：2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的和：3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S。,(2)在此原电池反应中，负极发生的电极反应为_，正极发生的电极反应为_。 (3)反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为_ _，原电池总反应方程式为_ _。,答案,2Al6e=2Al3,3
12、Ag2S6e=6Ag3S2,6H2O=2Al(OH)33H2S,2Al33S2,6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S,3Ag2S2Al,化学电源,考点二,1.日常生活中的三种电池 (1)碱性锌锰干电池一次电池 正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH； 负极反应： ； 总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。 (2)锌银电池一次电池 负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2； 正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH； 总反应： 。,知识梳理,Zn2OH2e=Zn(OH)2,ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag,(3)二次电池(可充电电池) 铅蓄电池是
13、最常见的二次电池，负极材料是 ，正极材料是 。 放电时的反应 a.负极反应：_ ； b.正极反应：_； c.总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。 充电时的反应 a.阴极反应：_； b.阳极反应：_；,Pb,PbO2,注 可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。,2.“高效、环境友好”的燃料电池 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。,2H24OH4e=4H2O,O24e4H=2H2O,对常见化学电源的认识与理解 (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( ) 解析 锂离子电池属于可充电电池，即二次电池。
14、(3)若使反应Fe2Fe3=3Fe2以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料( ) 解析 若用锌和铁作电极，则电极反应就变为Zn2Fe3=Zn22Fe2。,正误判断 辨析易错易混,答案,解析,答案,(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( ) 解析 MnO2不是催化剂。 (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( ) 解析 燃料电池直接将化学能转变为电能。 (6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H24e=4H( ) 解析 负极反应应写为2H24e4OH=4H2O。,解析,答案,以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。 (1)酸性条件 总反应式：_
