《（全国）2018版高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第22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《（全国）2018版高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第22讲 原电池 化学电源课件 新人教版（114页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第22讲 原电池 化学电源,考纲要求,1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。,考点一,考点二,考点三,探究高考 明确考向,练出高分,考点一 原电池的工作原理,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,知识梳理,1,答
2、案,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,正,负,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,答案,(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：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。 (3)图中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2，会有一部分Zn与Cu2直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。,图中Zn和CuSO4溶液分别在两个池子中，Zn与Cu2不直接接触，不存在Zn与Cu2直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。 关键点：
3、盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。,1.正误判断，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)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( ) (5)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( ),深度思考,答案,2.能用金属代替盐桥吗？ 答案 不可以，在电路接通的情况下，这个盐桥只是整个回路的一部分，随时要保持电中性，琼胶作为盐桥因其中含有两
4、种离子，可以与溶液中的离子交换，从而达到传导电流的目的，而且琼胶本身可以容纳离子在其中运动；若用金属代替盐桥，电子流向一极后不能直接从另一极得到补充，必然结果就是向另一极释放金属阳离子或者溶液中的金属阳离子在电子流出的那一极得电子析出金属，从而降低了整个电池的电势。所以，只有自由电子是不够的，应该有一个离子的通道即“盐桥”。,答案,题组一 原电池的形成条件及正、负极的判断 1.有关电化学知识的描述正确的是( ) A.CaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电 池，把其中的化学能转化为电能 B.某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以
5、 是装有含琼胶的KCl饱和溶液 C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D.从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池,解题探究,2,1,2,3,4,5,6,7,解析答案,解析 CaOH2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应；KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。 答案 D,1,2,3,4,5,6,7,2.下列有关原电池的说法中正确的是( ) A.在内电路中，电子由正极流向负极 B.在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极 C.原电池工作时，正极表面一定有气泡产生 D.原电池工作时，可能会伴随
6、着热能变化 解析 A项，内电路中不存在电子的移动； B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝； C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。,D,1,2,3,4,5,6,7,解析答案,3.分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( ),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=H2,1,2,3,4,5,6,7,解析答案,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F
7、e在浓硝酸中钝化，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=2AlO 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。 答案 B,- 2,1,2,3,4,5,6,7,题组二 有关盐桥电池原理的考查 4.根据右图，下列判断中正确的是( ) A.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=Cl2,1,2,3,4,5,6,7,解析答案,解析
8、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。 答案 B,1,2,3,4,5,6,7,5. 2013广东理综，33(2)(3)(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。 完成原电池甲的装置示意图(见图)，并作相应标注， 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含
9、相同的金属元素。,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_。 甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。,1,2,3,4,5,6,7,解析答案,解析 根据题给条件和原电池的构成条件可得： a.若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)组成原电池，Zn作负极，Cu作正极，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。 b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)组成原电池，Fe作负极，Cu作正极，Fe插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。 c
10、.注意，画图时要注意电极名称，电极材料，电解质溶液名称(或化学式)，并形成闭合回路。 由于金属活动性ZnFeCu，锌片或铁片作负极，由于Zn或Fe直接与CuSO4溶液接触，工作一段时间后，负极逐渐溶解，表面有红色固体析出。,1,2,3,4,5,6,7,带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuSO4溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，而是几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触，两者会发生置换反应，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。,1,2,3,4,5,6,7,答案 (或其他合理答案) 电极逐渐溶解，表面有红色固体析出 甲 在甲装置中，负
11、极不和Cu2接触，避免了Cu2直接与负极发生反应而使化学能转化为热能,1,2,3,4,5,6,7,(3)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，在上述的材料中应选_作阳极。,解析 由牺牲阳极的阴极保护法可得，铁片作正极(阴极)时被保护，作负极(阳极)时被腐蚀，所以应选择比铁片更活泼的锌作负极(阳极)才能有效地保护铁不被腐蚀。,锌片,1,2,3,4,5,6,7,解析答案,题组三 平衡移动与“盐桥”作用 6.控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。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F
12、e3被还原 C.电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D.电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极,1,2,3,4,5,6,7,解析答案,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； D项在甲中溶入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。 答案 D,1,2,3,4,5,6,7,下列叙述中正确的是( ) A.甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转 B.甲组操作时，溶液颜
13、色变浅 C.乙组操作时，C2作正极 D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2I,1,2,3,4,5,6,7,解析答案,答案 D,1,2,3,4,5,6,7,1.原电池正、负极判断方法,说明 原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。,练后反思 方法指导,2.当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。,返回,考点二 原电池原理的“四” 个基本应用,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
14、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。,正极,知识梳理,1,答案,3.比较金属活动性强弱 两种金属分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,增大,答案,自发,1.电工经常说的一句口头禅：“铝接铜，瞎糊弄”，所以电工
15、操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，试说明原因：_ _。,深度思考,铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路,答案,2.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。请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。,答案,答案,1.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，请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。,一思两变,答案,答案,2.将深度思考第2题中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。,答案,答案,改变Zn与H反应速率的方法 1.加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H的相对量多少判断。 2.加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H反应，使c(H)减小，反应速率减小，但不影响生成H2的量。,反思归纳,题组一 判断金属的活泼性,1.有A、
