《高考化学专题精讲 6.2原电池 化学电源课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学专题精讲 6.2原电池 化学电源课件（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6-2原电池化学电源1概念把_转化为_的装置。2构成条件(1)有两个_的电极(常见为金属或石墨)。(2)将电极插入_中。(3)两电极间构成_(两电极接触或用导线连接)。(4)能自发发生氧化还原反应。原电池及其工作原理原电池及其工作原理化学能电能活泼性不同电解质溶液闭合回路3工作原理如图是CuZn原电池，请填空：(1)反应原理：电极名称电极名称负极负极正极正极电极材料电极材料_电极反应电极反应_反应类型反应类型_反应反应_反应反应锌片铜片Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化还原(2)原电池中的三个方向：电子方向：从_极流出沿导线流入_极；电流方向：从_极沿导线流向_极；离子的迁移方向：电解质溶液
2、中，阴离子向_极迁移，阳离子向_极迁移。(3)两种装置的比较：装置中还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触，易造成能量损耗；装置能避免能量损耗；装置中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。负正正负负正1某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极的反应为：3CO218H18e=C3H8O5H2O2.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
3、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C6H12O66O2=6CO26H2O解析解析C6H12O6中中C的平均化合价为的平均化合价为0价，二氧化碳中价，二氧化碳中C的化合价为的化合价为4价，价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，故所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，故CO2在负极生成，在负极生成，A选项错误；在微选项错误；在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率加快，所以微生物促进了反生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率加快，所以微生物促进了反应的发生，应的发生，B项正确；质子交换膜只允许质子项正确；质子交换膜只允
4、许质子(即即H)通过，原电池中阳离子向通过，原电池中阳离子向正极移动，正极移动，C项正确；电池的总反应实质是项正确；电池的总反应实质是C6H12O6的氧化反应，的氧化反应，D项正确。项正确。答案答案A3.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()4如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()解析解析由题给图可知：该电池的由题给图可知：该电池的b极电极式为：极电极式为：Lie=Li，所以，所以b极极为负极，为负极，a为正极，为正极，A项正确；项正确；B项正确；项正确；C项放电时，负极项放电时，负极Li价态发生变化，价态发生变化，a为正极，为
5、正极，Li价态不变，价态不变，C项错误；项错误；D项放电时阳离子移向正极，项放电时阳离子移向正极，D项正确。项正确。答案答案CAa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移解析解析原电池的正极发生得电子的还原反应：原电池的正极发生得电子的还原反应：Cl22e=2Cl，负极，负极发生失电子的氧化反应：发生失电子的氧化反应：AgeCl=AgCl，阳离子交换膜右侧无白色沉，阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成；若用淀生成；若用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不会改变；当电路中转移溶液代替盐酸，电池总反应不会改变；当电
6、路中转移0.01 mol电子时，负极消耗电子时，负极消耗0.01 mol Cl，右侧正极生成，右侧正极生成0.01 mol Cl，左侧溶液中，左侧溶液中应有应有0.01 mol H移向右侧，约减少移向右侧，约减少0.02 mol离子。离子。答案答案DAl还原铝铜电解质的性质原电池正负极的判断及电极反应式的书写1原电池正、负极的判断方法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
7、和电解质溶液。原电池原理的应用原电池原理的应用正极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。负极正极自发增大1有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线CA、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应用惰性电极
8、电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是()AABCDEBACDBECCABDE DBDCAE解析解析金属与稀金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H在正极表面得到电子生成在正极表面得到电子生成H2，电子，电子运动方向由负极运动方向由负极正极，电流方向则由正极正极，电流方向则由正极负极。在题述原电池中，负极。在题述原电池中，AB原电池，原电池，A为负极；为负极；CD原电池，原电池，C为负极；为负极；AC原电池，原电池，A为负极；为负极
9、；BD原电池，原电池，D为负极；为负极；E先析出，先析出，E不活泼。综上可知，金属活动性：不活泼。综上可知，金属活动性：ACDBE。答案答案B解析解析根据根据Cu2Fe3=Cu22Fe2，Cu作负极，含有作负极，含有Fe3的溶液作的溶液作为电解质溶液，比为电解质溶液，比Cu活泼性弱的作为正极。活泼性弱的作为正极。答案答案D3把适合题意的图象填在横线上(用A、B、C、D表示)(1)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，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
10、，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，则图象是_。ABC解析加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，(1)a中Zn减少，H2体积减小；(2)中由于H2SO4定量，产生H2的体积一样多；(3)当把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH3COOH=CH3COOH，a中c(H)减少，反应速率减小，但产生H2的体积不变，所以C项正确。4(1)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
11、：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(如图所示)，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。答案以铜片为电极之一，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_。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_ _。(2)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(1)的材料中应选_作阳极。金属逐渐溶解，表面有红色固体析出甲甲电池(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，提供稳定的电流锌片解析(1
12、)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溶液，电极选用锌片，右侧烧杯内放CuSO4溶液，电极选用铜片。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)，反应的现象是负极逐渐溶解，由于Zn与CuSO4直接接触，也会发生Fe与Cu2的直接反应。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。(2)根据牺牲阳极的阴极保护法，可知被保护
13、的金属作阴极，比其活泼的金属作阳极，即应选Zn作为阳极。1一次电池碱性锌锰干电池化学电源化学电源2MnO22H2O2e=2MnOOHZnZn2OH2e=Zn(OH)2MnO22OHPbPbO23燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。酸性酸性碱性碱性负极反应式负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式正极反应式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式电池总反应式2H2O2=2H2O1下列电池工作时，O2在正极放电的是()解析解析上述电池中只有氢燃料电池中上述电池中只有氢燃料电池中O2参与正极反应并放电。参与正极反应并放电。答案答案B
14、2.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图。下列有关该电池的说法正确的是()3 3以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)(1)酸性介质酸性介质( (如如H H2 2SOSO4 4) )负极：负极：_；正极：正极：_；总反应式：总反应式：_。(2)(2)碱性介质碱性介质( (如如KOH)KOH)负极：负极：_；正极：正极：_；总反应式：总反应式：_。(3)(3)固体电解质固体电解质( (高温下能传导高温下能传导O O2 2) )负极：负极：_；正极：正极：_；总反应式：总反应式：_。(4)(4)熔融碳酸盐熔融碳酸盐( (如
15、熔融如熔融K K2 2COCO3 3) )环境下环境下负极：负极：_；正极：正极：_；总反应式：总反应式：_。CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2OCH42O2=CO22H2O三步突破燃料电池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为：CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。第二步：写出电池的正极反应式根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：
