2021届广西高考化学课件：专题3 第2讲　原电池　化学电源

《2021届广西高考化学课件：专题3 第2讲　原电池　化学电源》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届广西高考化学课件：专题3 第2讲　原电池　化学电源（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第2讲原电池化学电源 2 考纲要求 1 理解原电池的构成 工作原理及应用 能写出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 3 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 导学诱思下列装置可以形成原电池的是 并写出形成原电池的电极材料及电极反应 正极 负极 电解质溶液中的阴离子向极移动 阳离子向极移动 形成电流 B Ag Cu 负 正 原电池的工作原理及正负极的判断 4 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 落实基础1 定义原电池是将转变为的装置 2 原电池的构成条件 化学能 电能 自发进行 石墨 电解质溶液 5 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 3 原电池的工作原理

2、锌 Zn 2e Zn2 氧化 铜 Cu2 2e Cu 还原 锌 铜 负极 正极 Zn Cu2 Cu Zn2 6 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 7 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 考查角度一原电池的工作原理例1控制适合的条件 将反应Fe3 AgFe2 Ag 设计成如图所示的原电池 盐桥装有琼脂 硝酸钾溶液 灵敏电流计的0刻度居中 左右均有刻度 已知接通后 观察到电流计指针向右偏转 下列判断正确的是 A 在外电路中 电子从石墨电极流向银电极B 盐桥中的K 移向乙烧杯C 一段时间后 电流计指针反向偏转 越过0刻度 向左边偏转D 电流计指针居中后 往甲烧杯中加入一定量的铁粉 电流计指

3、针将向左偏转 答案 解析 8 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 互动探究 1 把A选项改为 在内电路中 电子从石墨电极流向银电极 是否正确 改为 电流从石墨电极通过灵敏电流计到银电极 然后通过盐桥到石墨电极 是否正确 2 把B选项中的 K 改为 是否正确 撤掉盐桥是否还能构成原电池 3 开始时 乙烧杯中发生的反应是 填 氧化反应 或 还原反应 答案 1 不正确 正确 2 正确 不能 3 氧化反应 9 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 方法指导我们在复习原电池的工作原理时要从两个方面进行分析 1 闭合回路 闭合回路包含两部分 导线中电子的流向和电解质溶液中阴 阳离子的流向 两部分共同

4、构成一个完整的闭合回路 注意 无论在原电池还是在电解池中 电子均不能通过电解质溶液 导线中的电子 带负电荷 是从负极流向正极 而原电池内溶液中阴离子 带负电荷 是从正极流向负极 这样才能形成闭合回路 2 氧化还原反应 负极 发生失电子的氧化反应 正极 发生得电子的还原反应 3 原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数 10 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 考查角度二原电池正 负极的判断例2看图回答下列问题 11 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 1 上述四种原电池的装置中正极分别为 2 B装置中a孔通入的气体为 填 SO2 或 O2 3 D装置中发生氧化反应的一极为 填

5、a 或 b 答案 解析 12 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 互动探究C装置中的NaOH溶液如果换成稀硫酸 则正极为 方法指导判断原电池的正 负极需抓住闭合回路和氧化还原反应进行分析 如图注意 原电池的正 负极与电极材料的性质有关 也与电解质溶液性质有关 不要形成思维定式 活泼金属一定作负极 Al 13 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 跟踪训练1 2018全国 我国科学家研发了一种室温下 可呼吸 的Na CO2二次电池 将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液 钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料 电池的总反应为 3CO2 4Na2Na2CO3 C 下列说法错误的是 答案 解析

6、14 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 2 2019江苏前黄高级中学高三模拟 如图所示的装置属于原电池的是 答案 解析 15 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 3 2019江苏苏州大学附属中学模拟 用铜片 银片设计成如图所示的原电池 以下有关该原电池的叙述正确的是 A 电子通过盐桥从乙池流向甲池B 铜导线替换盐桥 原电池将能继续工作C 开始时 银片上发生的反应是Ag e Ag D 将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同 答案 解析 16 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 4 2019江苏南通中学高三模拟 分析下图所示的四个原电池装置 其中结论正确的是 A

7、 中Mg作负极 中Fe作负极B 中Mg作正极 电极反应式为2H2O 2e 2OH H2 C 中Fe作负极 电极反应式为Fe 3e Fe3 D 中Cu作正极 电极反应式为2H 2e H2 答案 解析 17 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 5 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C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 答案 解析 18 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 原电池原理的应用导学诱思 1

8、用稀硫酸与锌粒反应制取氢气 加入少量硫酸铜可以加快化学反应速率的原因 答案 Zn与CuSO4反应生成Cu 在稀硫酸中形成铜锌原电池 可以增大反应速率 2 A B两种金属用导线连接 放入稀硫酸中 B的质量逐渐减小 则两种金属的活动性 A 填 或 B 19 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 落实基础原电池在化工 农业生产及科学研究中的应用1 加快氧化还原反应速率一个自发的氧化还原反应 设计成原电池时反应速率 例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率增大 2 比较金属活动性强弱金属分别作原电池的两极时 一般作负极的金属活动性比正极的 3 用于金属的防护使被保护的金属制品

9、作原电池的极而得到保护 例如 保护铁制输水管或钢铁桥梁 可用导线将其和一块锌块相连 使Zn作原电池的极 增大 强 正 负 20 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 考查角度一原电池原理的应用例1已知电极材料 铁 铜 银 石墨 锌 铝 电解质溶液 CuCl2溶液 NaOH溶液 盐酸 按要求回答下列问题 1 电工经常说的一句口头禅 铜接铝 瞎糊弄 所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用 说明原因 2 通常说的燃料电池都以铂为电极 将燃烧反应的化学能转化为电能 在燃料电池中 可燃物在极反应 在另一极反应 3 请运用原电池原理设计实验 验证Cu2 Fe3 氧化性的强弱 请写出电极反应

10、 负极 正极 并在方框内画出实验装置图 21 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 22 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 方法指导设计制作化学电源 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 电解质溶液一般要能够与负极发生反应 或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应 如溶解于溶液中的氧气 但如果两个半反应分别在两个容器中进行 中间连接盐桥 则两个容器中的电解质溶液选择含有电极材料金属对应的金属阳离子的电解质溶液 如在Cu Zn 硫酸盐溶液构成的原电池中 负极Zn浸泡在含有Zn2 的电解质溶液中 而正极Cu浸泡在含

11、有Cu2 的电解质溶液中 23 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 考查角度二判断金属活动性例2 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 相连时 外电路电流从 流向 相连时 为正极 相连时 上有气泡逸出 相连时 的质量减少 据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是 A B C D 答案 解析 24 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 考查角度三新型化学电源例3LiFePO4电池广泛用于电动车 电池反应 FePO4 LiLiFePO4 电池的正极材料是LiFePO4 负极材料是石墨 含Li 导电固体为电解质 下列说法正确的是 答案 解析 25 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破

12、 方法指导 1 原电池反应中 两极材料本身不一定发生反应 如氢氧燃料电池中两极本身不参与反应 参与反应的是H2和O2 2 可充电电池充电时应将可充电电池的负极接外电源的负极 正极接外电源的正极 3 原电池放电时 正 负极质量有可能均增大 如铅蓄电池放电时正极PbO2转化成PbSO4 负极Pb转化成PbSO4 正 负极质量均增大 26 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 跟踪训练1 2019江苏如皋高三模拟 等质量的两份锌粉a b 分别加入过量的稀硫酸中 同时向a中滴入少量的CuSO4溶液 如图表示产生H2的体积 V 与时间 t 的关系 其中正确的是 答案 解析 27 必备知识 自主预诊 关

13、键能力 考向突破 2 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 1 完成原电池甲的装置示意图 如图 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 28 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 2 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 3 甲 乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 其原因是 4 根据牺牲阳极的阴极保护法原理

14、为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀 在限选材料中应选作阳极 29 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 答案 1 2 金属逐渐溶解 3 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 4 Zn 30 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 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 aq 电极选用锌片 右侧烧杯内盛放CuSO4 aq 电极选用铜片 2 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 反应的现象是负极金属逐渐溶解

15、3 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 4 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 31 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 常见的化学电源导学诱思1 氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时 工作一段时间后 电解质溶液的浓度将 填 增大 减小 或 不变 下同 溶液的pH 2 氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时 工作一段时间后 电解质溶液的浓度将 溶液的pH 减小 减小

16、 减小 增大 32 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 落实基础1 一次电池只能使用 不能充电复原继续使用 一次 Zn 2e Zn2 2MnO2 H2 Mn2O3 H2O 33 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 Zn 2OH 2e Zn OH 2 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 34 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 2 二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池 总反应为 35 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 3 燃料电池将化学能直接转化为电能的装置 1 氢氧燃料电池 总反应式 2H2 O2 2H2O H2 2e 2H O2 4e 4H 2H2O H2 2e 2OH 2H2O O2 4e 2H2O 4OH H2 2e O2 H2O O2 4e 2O2 36 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 2 乙醇 氧气燃料电池 C2H5OH 12e 3H2O 2CO2 12H C2H5OH 12e 6O2 2CO2 3H2O 37 必备知识 自主预诊 关键能力 考向突破 考查角度一一次电池例1 2019江苏海安高级中学高三模拟 普通锌锰干电池的简图如图所示