《【名师一号】2017届高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第2讲 原电池 化学电源课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【名师一号】2017届高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第2讲 原电池 化学电源课件 新人教版（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第六章 化学反应与能量,第二讲 原电池 化学电源,考纲要求 1了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池总反应式。 2了解常见化学电源的种类及其工作原理。,1概念 把_转化为_的装置。 2构成条件 (1)有两个_的电极(常见为金属或石墨)。 (2)将电极插入_中。 (3)两电极间构成_(两电极接触或用导线连接)。 (4)能自发发生氧化还原反应。,考点一 原电池及其工作原理,知识梳理,化学能,电能,活泼性不同,电解质溶液,闭合回路,3工作原理 如图是CuZn原电池，请填空： (1)反应原理：,锌片,铜片,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,氧化,还原,(2)原电池中的三个方向： 电子方向：从
2、_极流出沿导线流入_极； 电流方向：从_极沿导线流向_极； 离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向_极迁移，阳离子向_极迁移。 (3)两种装置的比较： 装置中还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触，易造成能量损耗；装置能避免能量损耗；装置中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。,负,正,正,负,负,正,判断正误，正确的划“”，错误的划“” (1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( ) (2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( ) (3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( ) (4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( ),思考
3、辨析,1(2015福建理综)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( ),题组训练,A该装置将化学能转化为光能和电能 B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移 C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原 Da电极的反应为：3CO218H18e=C3H8O5H2O,2(2015新课标全国卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( ),A正极反应中有CO2生成 B微生物促进了反应中电子的转移 C质子通过交换膜从负极区移向正极区 D电池总反应为C6
4、H12O66O2=6CO26H2O,解析 C6H12O6中C的平均化合价为0价，二氧化碳中C的化合价为4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，故CO2在负极生成，A选项错误；在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率加快，所以微生物促进了反应的发生，B项正确；质子交换膜只允许质子(即H)通过，原电池中阳离子向正极移动，C项正确；电池的总反应实质是C6H12O6的氧化反应，D项正确。 答案 A,3(2015天津理综)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是( ),42013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(
5、),解析 由题给图可知：该电池的b极电极式为：Lie=Li，所以b极为负极，a为正极，A项正确；B项正确；C项放电时，负极Li价态发生变化，a为正极，Li价态不变，C项错误；D项放电时阳离子移向正极，D项正确。 答案 C,Aa为电池的正极 B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLi C放电时，a极锂的化合价发生变化 D放电时，溶液中Li从b向a迁移,解析 原电池的正极发生得电子的还原反应：Cl22e=2Cl，负极发生失电子的氧化反应：AgeCl=AgCl，阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成；若用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不会改变；当电路中转移0.01 mol电子时，负极消耗0.
6、01 mol Cl，右侧正极生成0.01 mol Cl，左侧溶液中应有0.01 mol H移向右侧，约减少0.02 mol离子。 答案 D,Al,还原,铝铜,电解质的性质,原电池正负极的判断及电极反应式的书写 1原电池正、负极的判断方法,1用于金属的防护 使被保护的金属制品作原电池_而得到保护。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，使锌作原电池的负极。 2设计制作化学电源 (1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。 (2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。,考点二 原电池原理的应用,知识梳理,正极,3比较金属活动性强弱 两种金属分
7、别作原电池的两极时，一般作_的金属比作_的金属活泼。 4加快氧化还原反应的速率 一个_进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率_。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。,负极,正极,自发,增大,1有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极 C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡 B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应 用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的
8、活动性顺序是( ) AABCDE BACDBE CCABDE DBDCAE,题组训练,解析 金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H在正极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极正极，电流方向则由正极负极。在题述原电池中，AB原电池，A为负极；CD原电池，C为负极；AC原电池，A为负极；BD原电池，D为负极；E先析出，E不活泼。综上可知，金属活动性：ACDBE。 答案 B,解析 根据Cu2Fe3=Cu22Fe2，Cu作负极，含有Fe3的溶液作为电解质溶液，比Cu活泼性弱的作为正极。 答案 D,3把适合题意的图象填在横线上(用A、B、C、D
9、表示) (1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。 (2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。 (3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图象是_。,A,B,C,解析 加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，(1)a中Zn减少，H2体积减小；(2)中由于H2SO4定量，产生H2的体积一样多；(3)当把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH
10、3COOH=CH3COOH，a中c(H)减少，反应速率减小，但产生H2的体积不变，所以C项正确。,4(1)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)，铜片，铁片，锌片和导线。 完成原电池甲的装置示意图(如图所示)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。 答案,以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。 甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电
11、能的是_，其原因是_ _。 (2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选_作阳极。,金属逐渐溶解，表面有红色固体析出,甲,甲电池(使用盐桥)可以避免锌和铜离子的接触，从而避免能量损,失，提高电池效率，提供稳定的电流,锌片,解析 (1)因为题给图中电子流向为从左到右，故左侧为原电池的负极，右侧为正极；所以设计原电池时可以在左侧烧杯内盛放ZnSO4溶液，电极选用锌片，右侧烧杯内放CuSO4溶液，电极选用铜片。 由所给的电极材料可知，当铜片作电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应)，反应的现象是负极逐渐溶解，由于Zn与CuSO4直接接
12、触，也会发生Fe与Cu2的直接反应。 以Zn和Cu作电极为例，如果不用盐桥则除了发生电化学反应外，还会使Zn和CuSO4直接反应，不能转化为电能，而盐桥的使用，可以避免Zn和Cu2的接触，从而避免电量损失，提高电池效率，提供稳定的电流。 (2)根据牺牲阳极的阴极保护法，可知被保护的金属作阴极，比其活泼的金属作阳极，即应选Zn作为阳极。,1一次电池碱性锌锰干电池,考点三 化学电源,知识梳理,2MnO22H2O2e=2MnOOH,Zn,Zn2OH2e=Zn(OH)2,MnO2,2OH,Pb,PbO2,3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。,1下列电池工作时，O2在正极
13、放电的是( ),解析 上述电池中只有氢燃料电池中O2参与正极反应并放电。 答案 B,题组训练,2(2015江苏化学)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图。下列有关该电池的说法正确的是( ),3以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。 (1)酸性介质(如H2SO4) 负极：_； 正极：_； 总反应式：_。 (2)碱性介质(如KOH) 负极：_； 正极：_； 总反应式：_。,(3)固体电解质(高温下能传导O2) 负极：_； 正极：_； 总反应式：_。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下 负极：_； 正极：_； 总反应式：_。,CH48e4O2=CO22H2O,2O28e=4O2,CH42O2=CO22H2O,CH42O2=CO22H2O,三步突破燃料电池电极反应式的书写 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应
