《2018届高考化学一轮复习6.2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《2018届高考化学一轮复习6.2原电池化学电源课件新人教版（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节 原电池 化学电源,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。,-3-,基础梳理,考点突破,原电池及其工作原理 1.定义 原电池是把 能转化为 能的装置。 2.工作原理 以铜锌原电池为例:,化学 电,-4-,基础梳理,考点突破,(2)两种装置比较。 盐桥的作用:a.连接内电路形成闭合回路。b.维持两电极电势差(中和电荷),使电池能持续提供电流。 装置中有部分Zn与Cu2+直接反应,使电池效率降低;装置中使Zn与Cu2+隔离,电池效率提高,电流稳定。,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,氧化,还原,Z
2、n 导线 Cu,正极,负极,-5-,基础梳理,考点突破,电解质,氧化还原,负 正,正 负,负 正,-6-,基础梳理,考点突破,特别提醒(1)只有氧化还原反应才能设计成原电池。 (2)活泼性强的金属不一定作负极,但负极一定发生氧化反应。 (3)电子不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥。 (4)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。 (5)对于同一反应,原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快。,-7-,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)原电池可将化学能转化为电能,原电池需外接电源才能工作 ( ) (2)NaOH溶液与稀硫酸反应是放热反应,
3、此反应可以设计成原电池 ( ) (3)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu的反应可以设计成原电池 ( ) (4)氧化还原反应2H2O 2H2+O2可以设计成原电池 ( ) (5)同种条件下,带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长 ( ) (6)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极 ( ) (7)在原电池中,负极材料的活泼性一定比正极材料强 ( ),-8-,基础梳理,考点突破,1.图解原电池工作原理,-9-,基础梳理,考点突破,2.原电池中正、负极的判断 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,也与电解质溶液有关
4、,不要形成思维定式活泼金属一定是负极。如Al、Mg和NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,Mg为正极。,-10-,基础梳理,考点突破,例1(2015天津理综,4)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 ( ) A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后,甲池的c( )减小 C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加 D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡,答案,解析,-11-,基础梳理,考点突破,例2(2016课标全国甲,11)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( ) A.负
5、极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B.正极反应式为Ag+e-=Ag C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2,答案,解析,-12-,基础梳理,考点突破,答题模板 书写电极反应式的三个步骤 列物质标得失按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应,判断出电极反应物和产物,找出得失电子的数量。 看环境配守恒电极产物在电解质溶液的环境中,应能稳定存在,如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等,并加以配平。 两式加验总式两电极反应式相加,与总反应方程式对照验证。,-13-,基础梳理,考点突破,跟踪训
6、练 1.(2016湖北汉川期末)实验发现,298 K时,在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后,Fe3+立即被还原成Fe2+。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是( ) A.该原电池的正极反应是Zn-2e-=Zn2+ B.左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C.该电池的铂电极上有气泡出现 D.该电池总反应为3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+,答案,解析,-14-,基础梳理,考点突破,2.(2016江西临川一中月考)(1)观察如图四个装置,回答下列问题: 装置a和b中铝电极上的电极反应式分别为 、 。 装置c中产生气泡的电极为 (填“铁”或“铜”)电极,装置d中
7、铜电极上的电极反应式为 。,-15-,基础梳理,考点突破,(2)观察如图两个装置,图甲装置中铜电极上产生大量的无色气泡,图乙装置中铜电极上无气体产生,而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为 、 。,-16-,基础梳理,考点突破,答案:(1)2H+2e-=H2 Al-3e-+4OH-= 铁 O2+2H2O+4e-=4OH- (2)金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成H2 金属铬易在稀硝酸中发生钝化,-17-,基础梳理,考点突破,原电池原理的应用 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
8、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.金属的防护 使被保护的金属制品作原电池的 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,-18-,基础梳理,考点突破,4.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。,-19-,基础梳理,考点突破,自主巩固 (1)用稀硫酸与锌粒反应制取氢气,加入少量硫酸铜可以增大化学
9、反应速率的原因: 。 (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 B。,答案:Zn与CuSO4反应生成Cu,形成铜锌原电池,可以增大反应速率,-20-,基础梳理,考点突破,原电池的设计方法 设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是: (1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂,将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极,活动性比负极弱的金属或非金属作正极,含氧化剂的溶液作电解质溶液。 (2)如果两个半反应分别在要求的两个容器中进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。,-21-,基础梳理,考点突破,-22-,
10、基础梳理,考点突破,例3不同形式的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(见右图),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。,-23-,基础梳理,考点突破,(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 。,-24
11、-,基础梳理,考点突破,答案:(1) (2)被腐蚀 (3)甲 电池乙的负极可与CuSO4溶液直接发生反应,导致部分化学能转化为热能;电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应,化学能在转化为电能时损耗较小,-25-,基础梳理,考点突破,解析:(3)以Zn和Cu作电极为例分析,如果不用盐桥则除了电化学反应外还发生Zn和Cu2+的置换反应,反应放热,会使部分化学能以热能形式散失,使其不能完全转化为电能,而盐桥的使用,可以避免Zn和Cu2+的接触,从而避免能量损失,提供稳定电流。,-26-,基础梳理,考点突破,易错警示 原电池装置图常见失分点警示 (1)没有注明电极材料名称或元素符号。 (2)没有画出电
12、解质溶液或画出但不标注。 (3)误把盐桥画成导线。 (4)没有连成闭合回路。,-27-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 3.四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大到小的顺序是( ) A. B. C. D.,B,解析:由原电池原理判断金属活动性,外电路电流从流向,为正极,金属活动性;相连,为正极,金属活动性;相连,上有气泡(H2)逸出,为正极,金属活动性;相连,质量减少,则金属活动性,即金属活动性顺序为,B正确。,-28-,基础梳理,考点突破,4.向两份等质量的铁粉a、b中分别加
13、入过量的稀硫酸,同时向b中加入少量的CuSO4溶液,下列各图表示的是产生H2的体积V(同温同压下测定)与时间t的关系,其中正确的是( ),B,解析:因为b中有一部分铁粉与硫酸铜反应生成Cu,Fe、Cu和稀硫酸构成原电池,使反应速率加快,反应完成所需的时间缩短,但产生氢气的体积小于a。,-29-,基础梳理,考点突破,5.根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池: Cu+2Ag+=Cu2+2Ag (1)装置可采用烧杯和盐桥,画出此原电池的装置简图。 (2)注明原电池的正极和负极。 (3)注明外电路中电子的流向。 (4)写出两个电极上的电极反应式。,-30-,基础梳理,考点突破,答案:(1)(2)(
14、3)如图所示: (4)负极:Cu-2e-=Cu2+ 正极:2Ag+2e-=2Ag 解析:首先将已知的反应拆成两个半反应:Cu-2e-=Cu2+,2Ag+2e-=2Ag,然后结合原电池的电极反应特点分析可知,该电池的负极应为Cu,正极应为Ag。原电池由两个半电池组成,铜和铜盐溶液组成铜半电池,银和银盐溶液组成银半电池,中间通过盐桥连接起来。,-31-,基础梳理,考点突破,化学电源,Zn-2e-=Zn2+,-32-,基础梳理,考点突破,-33-,基础梳理,考点突破,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=2H2O,-34-,基
15、础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)燃料电池中通入燃料的一极为负极 ( ) (2)多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料 ( ) (3)氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极,电极反应式为O2+4H+4e-=2H2O ( ) (4)根据反应4Li+FeS2=Fe+2Li2S设计的可充电电池是一种应用广泛的锂电池,可用水溶液作电解质溶液 ( ) (5)可充电电池的放电反应和充电反应是可逆反应 ( ) (6)原电池中的电解质溶液一定参与反应 ( ),-35-,基础梳理,考点突破,(7)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+,正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH- ( ) (8)锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2,放电时Li+向负极移动 ( ) (9)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 ( ),-36-,基础梳理,考点突破,1.可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极连接方式,-37-,基础梳理,考点突破,2.利用“加减法”书写原电池电极反应式 (1)先确定原电池的正、负极,列出正、负极上的反应物,并标出相同数目电子的得失。 (2)
