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1、2022届高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能电池教案 鲁科版2022届高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能电池教案 鲁科版年级：姓名：- 23 -第3节化学能转化为电能电池考纲定位要点网络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.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。原电池工作原理及其应用知识梳理1原电池的构成(1)概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。(2)构成条件反应能发生自发进行的氧化还
2、原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合回路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辨易错(1)中和反应放热，可以设计原电池。()(2)右图可以形成原电池。()(3)原电池中的两电极一定是活泼性不同的金属材料。()答案(1)(2)(3)2原电池的工作原理如图是CuZn原电池，请填空：(1)两装置的反应原理电极名称负极正极电极材料ZnCu电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应(2)原电池中的三个方向电子方向：从负极流出沿导线流入正极。电流方向：从正极沿导线流向负极。离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极
3、迁移，阳离子向正极迁移。盐桥溶液中阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。深思考(1)中盐桥的作用是什么？(2)装置比装置有哪些优点？答案(1)连接内电路，形成闭合回路平衡溶液中电荷，溶液呈电中性，使电池不断地产生电流(2)电流转化效率高，电流稳定，且持续时间长。3原电池原理的应用(1)比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。(2)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。例如，在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。(3)设计制作化学电源首先将氧化还原反应分成两个半反应。根据原电池的反应
4、特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。如Cu2AgNO3=2AgCu(NO3)2，负极用Cu，正极用Ag或C等，AgNO3为电解质溶液。辨易错(1)在MgNaOH溶液Al组成的原电池中负极为Mg，反应为Mg2e2OH=Mg(OH)2。()(2)任何原电池工作时，正极本身一定不参加反应，负极本身一定参加反应。()(3)对于Cu2Fe3=2Fe2Cu2反应，设计反应池时两极材料可以是Cu与Fe。()(4)粗Zn与稀硫酸反应制H2比纯Zn与稀硫酸反应快。()答案(1)(2)(3)(4)知识应用1在如图所示的5个装置中，不能形成原电池的是_(填序号)。装置发生的电极反应式为_。答案负极：F
5、e2e=Fe2，正极：2H2e=H22有下列图像：ABCD(1)将等质量的两份锌粉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，则图像是_。答案(1)A(2)B(3)C命题点1原电池的工作原理1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=6O
6、H3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2B中Mg作正极，中的Fe作正极，A错误；中的Cu作负极，电极反应式为Cu2e=Cu2，C错误；中的Cu作正极，电极反应式为O24e2H2O=4OH，D错误。2某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr2OFe3，设计了盐桥式的原电池(如图所示)。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是()A甲烧杯的溶液中发生还原反应B乙烧杯中发生的电极反应为：2Cr37H2O6e=Cr2O14HC外电路的电流方向是从b到aD电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯CA项，甲烧杯的溶液中发生氧化反应：Fe2e=
7、Fe3；B项，乙烧杯的溶液中发生还原反应，应为Cr2O得到电子生成Cr3；C项，a极为负极，b极为正极，外电路中电流由b到a；D项，SO向负极移动，即移向甲烧杯。3(2020厦门模拟)将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是 ()A盐桥中的K移向FeCl3溶液B反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应C检流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D检流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极DA项，甲中石墨电极为正极，乙中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以K向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I失去电子，发生氧化反应，正确；C项
8、，当检流计读数为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。原电池的工作原理简图注意：若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换膜移向正极。命题点2原电池原理的应用4有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()AabcdBbcdaCdabcD
9、abdcC把四个实验从左到右分别编号为、，则由实验可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：ab；由实验可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：bc；由实验可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：dc；由实验可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：da。综上所述可知活动性：dabc。5设计原电池装置证明Fe3的氧化性比Cu2强。(1)负极反应式：_。(2)正极反应式：_。(3)电池总反应方程式：_。(4)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：不含盐桥含盐桥答案(1)Cu2e=Cu2(2)2Fe32e=2Fe2(3)2Fe3Cu=2F
10、e2Cu2(4)原电池设计的一般思路(1)正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。(2)电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生相应反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生相应反应(如溶解于溶液中的空气)。但如果氧化反应和还原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一般选择与电极材料相同的阳离子溶液。(3)画装置图：注明电极材料与电解质溶液。但应注意盐桥不能画成导线，要形成闭合回路。化学电源知识梳理1化学电源的优点和优劣判断标准(1)相对其他能源，电池
11、的优点是能量转换效率较高，供能稳定可靠，形状、大小可根据需要设计，使用方便等。(2)判断电池优劣的标准是电池单位质量或单位体积所能输出的比能量或比功率及可储存时间的长短。2一次电池(1)碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn2OH2e=ZnOH2O；正极：MnO22H2O2e=Mn(OH)22OH；总反应：ZnMnO22H2O=Mn(OH)2ZnO。(2)银锌电池银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2OH2
12、O=Zn(OH)22Ag。(3)锂电池锂电池是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。其电极反应如下：负极：8Li8e=8Li；正极：3SOCl28e=6ClSO2S；总反应：8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S。3二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)注意：充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应与放电时的负极反应相反。二次电池充电时的电极连接即正极接正极，负极接负极。4燃料电池燃料电池中的常见燃料有氢气、烃(CH4、C2H6)、烃的衍生物(甲醇、乙醇)、CO、金属(Al、Li等)，燃料在电池中的负极发生反应。以氢氧燃料电池为例介质酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O注意：燃料电池的电极不参加电极反应，通入的燃料发生负极反应，O2发生正极反应。书写电极反应式时，注意介质参与的反应。化学电源中电极反应式书写的一般方法(1)明确两极的反应物；(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物；(3)确定最终产物：根据介质环境
