《优课系列高中化学鲁科选修4 1.3 化学能转化为电能——电池 第3课时 课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《优课系列高中化学鲁科选修4 1.3 化学能转化为电能——电池 第3课时 课件.ppt（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、鲁科版 选修四 第一章第三节 化学能转化为电能 高考考情分析 关于电化学的内容是历年高考的重点知识之一 在 高考试题中出现的概率较高 近几年中 新型电池工作原 理特别是燃料电池成为高考命题的热点 高考考查的内容有 1 原电池与电解池的电极判断 电极产物分析及电极 反应式和有关计算 2 原电池与电解的原理及应用 3 对几种新型电池的电极反应的认识和书写 燃料电池 简单地说 燃料电池 Fuel Cell 是一种将存在于燃料与氧 化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置 燃料和空气 分别送进燃料电池 电就被奇妙地生产出来 它从外表上 看有正负极和电解质等 像一个蓄电池 但实质上它不能 储电 而是一个
2、发电厂 燃料电池具有发电效率高 能量转化效率高 环境污染少 等优点 燃料电池无论是作为清洁型新能源 还是未来的 可再生替代型能源 随着技术不断更新 规模化的生产将 得到市场的青睐 燃料电池将得到更广阔的发展 高考中的新型电池 有 氢镍电池 高铁电池 锌 锰碱性电池 我国首创的 海洋电池 燃料电池 如新 型细菌燃料电池 氢氧燃料电池 丁烷燃料电池 甲醇质 子交换膜燃料电池 CO燃料电池 锂离子电池 银 锌电池 钮扣电池 等 这些电池一般具有高能环保 经久耐用 电压稳定 比能量 单位质量释放的能量 高等 特点 取材于这些知识点的试题 由于题材广 信息新 陌生度 大 所以 大多数考生对这类试题感到难
3、 而难在何处又 十分迷茫 实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的 能力 具体有以下几种考查角度 知识基础 在Zn Cu H2SO4原电池中 较活泼的金属 材料作负极 较不活泼的金属材料或非金属材料作正 极 负极 Zn 2e Zn2 正极 2H 2e H2 新型电池中 负极材料 正极材料 元素化合价升高的物质 发生氧化反应的物质 元素化合价降低的物质 发生还原反应的物质 角度一 新型电池 放电 时正极 负极的判断 解题指导 例1 下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图 电池的一个电 极由有机光敏燃料 S 涂覆在TiO2纳米晶体表面制成 另一电极 由导电玻璃镀铂构成 电池中发生的反应为 下列关于该
4、电池叙述错误的 是 A 电池工作时 离子 在镀铂导电玻璃电极上放电 B 电池工作时 是将太阳 能转化为电能 C 电池的电解质溶液中I 和I3 的浓度不会减少 D 电池中镀铂导电玻璃为 正极 A 即时训练1 下图为氢氧燃料电池原理示意图 按照此图的提 示 下列叙述不正确的是 A a电极是负极 B b电极的电极反应为 4OH 4e 2H2O O2 C 氢氧燃料电池是一种具有 应用前景的绿色电源 D 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化 剂全部储存在电池内的新型发电装置 B H2入口 a电极b电极 O2入口H OH H2O 即时训练2 我国首创的海洋电池以铝板为负极 铂网为正极 海水为 电解质溶液
5、 空气中的氧气与铝反应产生电流 电池总反 应为 4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3 下列说法不正确 的是 A 正极反应为 O2 2H2O 4e 4OH B 电池工作时 电流由铝电极沿导线流向铂电极 C 以网状的铂为正极 可增大与氧气的接触面积 D 该电池通常只需要更换铝板就可继续使用 B 知识基础 铅蓄电池电极反应的书写 负极反应式 Pb SO PbSO4 2e 正极反应式 PbO2 2e 4H SO PbSO4 2H2O 总反应式 正极反应式 负极反应式 即 PbO2 Pb 4H 2SO 2PbSO4 2H2O 解题指导 首先分析物质得失电子的情况 然后再考虑电极 反应生成的物质是否
6、跟电解质溶液中的离子发生反应 对于较为复杂的电极反应 可以利用 总反应 较 简单一极电极反应式 较复杂一极电极反应式 角度二 新型电池 放电 时正极 负极上电极反应式 的书写 例2 下图是一种航天器能 量储存系统原理示意图 下 列说法正确的是 A 该系统中只存在3种形 式的能量转化 B 装置Y中负极的电极反 应式为 O2 2H2O 4e 4OH C 装置X能实现燃料电池 的燃料和氧化剂再生 D 装置X Y形成的子系统 能实现物质的零排放 并能 实现化学能与电能间的完全 转化 C 被称之为 软电池 的纸质电池 采用一个薄层纸片作为 传导体 在其一边镀锌 而在其另一边镀二氧化锰 在纸内 的离子 流
7、过 水和氧化锌组成的电解液 电池总反应为Zn 2MnO2 H2O ZnO 2MnO OH 下列说法正确的是 A 该电池的正极为锌 B 该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C 当0 1 mol Zn完全溶解时 流经电解液的电子个数 为1 204 1023 D 电池正极反应式为2MnO2 2e 2H2O 2MnO OH 2OH D 即时训练3 研讨 某原电池中 试完成下列问题 1 电解质溶液为KOH aq 分别向两极通入 C2H4 O2 Al g Cl2 2 电解质溶液为H2SO4 aq 分别向两极通入 C2H4 O2 Al g Cl2 正极反应 负极反应 电池总反应 答案 分别向两极通入 C2H4
8、 O2 1 KOH aq 正极反应 3O2 12e 6H2O 12OH 负极反应 C2H4 12e 16OH 2CO32 10H2O 电池总反应 C2H4 3O2 4KOH 2K2CO3 4H2O 2 H2SO4 aq 正极反应 3O2 12e 12H 6H2O 负极反应 C2H4 12e 4H2O 2CO2 12H 电池总反应 C2H4 3O2 2CO2 2H2O 分别向两极通入Al g Cl2 KOH aq 正极反应 3Cl2 6e 6Cl 负极反应 2Al 6e 8OH 2 Al OH 4 电池总反应 3Cl2 2Al 8KOH 6KCl 2K Al OH 4 H2SO4 aq 正极反应
9、 3Cl2 6e 6Cl 负极反应 2Al 6e 2Al3 电池总反应 3Cl2 2Al 2AlCl3 知识基础 充电的实质就是把放电时发生的变化再复原的过程 如铅蓄电池 首先应搞明白原电池放电时的正 负极 再根据电池充电 时 阳极接正极 阴极接负极的原理 进行分析 解题指导 角度三 新型电池 充电 时阴极 阳极的判断 B 即时训练4 铅蓄电池的充 放电反应方程式为 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 关于铅蓄电池的说法正 确的是 A 在放电时 正极发生的反应是 Pb SO42 PbSO4 2e B 在放电时 该电池的负极材料是铅板 C 在充电时 电池中硫酸的浓度不断变小 D
10、 在充电时 阳极发生的反应是 PbSO4 2e Pb SO42 B 即时训练5 高铁电池是一种新型可充电电池 与普通高能电池相比 该电池能长时间保持稳定的放电电压 高铁电池的总反应 为 3Zn 2K2FeO4 8H2O 3Zn OH 2 2Fe OH 3 4KOH 下列叙述不正确的是 A 放电时负极反应为 Zn 2OH 2e Zn OH 2 B 充电时阳极反应为 Fe OH 3 5OH 3e FeO42 4H2O C 放电时每转移3 mol 电子 正极有1 mol K2FeO4被氧 化 D 放电时正极附近溶液的碱性增强 C 知识基础 原电池中 阳离子移向正极 阴离子移向 负极 如Zn Cu 稀
11、H2SO4 电池中 H 移向Cu极 SO 移向Zn极 电解池中 阳离子移向阴极 阴离子移向阳 极 符合带电微粒在电场中的运动规律 解题指导 角度四 新型电池充 放电时 电解质溶液中离子移动 方向的判断 首先应分清电池是放电还是充电 再判断出正 负极或阴 阳极 进而即可确定离子的移动方向 C 即时训练6 将两个铂电极插入KOH溶液中 向两极分别通入CH4和 O2 构成甲烷燃料电池 已知 通入CH4的一极 其电极 反应式是 CH4 10OH CO32 7H2O 8e 通入 O2的另一极 其电极反应式是 2O2 4H2O 8e 8OH 下列叙述不正确的是 A 通入CH4的电极为负极 B 正极发生氧化
12、反应 C 燃料电池工作时 溶液中的OH 向负极移动 D 该电池使用一段时间后应补充KOH B 即时巩固 1 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示 关 于该电池的叙述正确的是 A 该电池能够在高温下工作 B 电池的负极反应为 C6H12O6 6H2O 6CO2 24H 24e C 放电过程中 H 从正极区 向负极区迁移 D 在电池反应中 每消耗1 mol氧气 理论上能生成标准 状况下CO2气体 22 4 6 L B 2 固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆 氧化钇为电解质 这种固体电解质在高温下允许氧离子 O2 在其间通过 该电 池的工作原理如下图所示 其中多孔电极a b均不参与电极反
13、应 下列判断正确的是 A 有O2参加反应的a极为电池 的负极 B b极的电极反应式为 H2 2e O2 H2O C a极对应的电极反应式为O2 2H2O 4e 4OH D 该电池的总反应式为2H2 O2 2H2O 高温 D 3 微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用 有一种银锌电池 其电极材料分别是Ag2O和Zn 电解质溶液为KOH 总反 应为Ag2O Zn 2Ag ZnO 回答下列问题 1 该电池的电极反应 2 电解液中OH 向 极移动 向外电路释放电子 的电极是 正极反应 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 负极反应 Zn 2OH ZnO H2O 2e 负 负 4 如图所示装置 两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱 和溶液 C C 为多孔石墨电极 接通S1后 C 附近溶液变红 两玻璃管中有气体生 成 一段时间后 两玻璃管中液面未脱离电极 断开S1 接通S2 电流表的指针发生偏转 此时 C I 的电极名称是 填写正极或负极 C II 的电极反应式是 负极 Cl2 2e 2Cl
