福建省晉江市首峰中學(xué)高考化學(xué) 專題六 第一單元 原電池 化學(xué)電源復(fù)習(xí)課件.ppt

第二單元原電池化學(xué)電源 1 理解原電池的工作原理 能寫出常見的簡(jiǎn)單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式 2 了解常見的化學(xué)電源 認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用 3 了解研制新型化學(xué)電源的重要性 認(rèn)識(shí)化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用 1 原電池工作原理及電極 電池反應(yīng)式的書寫 2 新型的電池的開發(fā)與應(yīng)用 3 原電池在能源危機(jī)中的作用 1 兩個(gè) 的電極 或一種金屬和一種可以導(dǎo)電的非金屬 2 將電極插入 中 3 用導(dǎo)線連接電極 或直接接觸 4 能自發(fā)進(jìn)行 反應(yīng) 一 原電池1 裝置特點(diǎn) 把 轉(zhuǎn)化成 2 構(gòu)成條件 化學(xué)能 電能 活動(dòng)性不同 兩種金屬 電解質(zhì)溶液 形成閉合回路 氧化還原 3 工作原理 以銅鋅原電池為例 鋅 銅 zn 2e zn2 cu2 2e cu 氧化 還原 cu zn cu2 zn2 cu 鋅 原電池內(nèi)部陰 陽(yáng)離子如何移動(dòng) 為什么 提示陰離子向負(fù)極移動(dòng) 陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 這是因?yàn)樨?fù)極失電子 生成大量陽(yáng)離子聚集在負(fù)極附近 致使該極附近有大量正電荷 所以溶液中的陰離子要移向負(fù)極 正極得電子 該極附近的陽(yáng)離子因得電子生成電中性物質(zhì)而使該極附近帶負(fù)電荷 所以溶液中陽(yáng)離子要移向正極 1 銀鋅鈕扣電池 電極材料分別為ag2o和zn 電解質(zhì)溶液為koh溶液 負(fù)極 zn 正極 ag2o ag2o h2o 2e 2ag 2oh 電池反應(yīng)方程式 2 堿性鋅錳電池 電解質(zhì)為koh負(fù)極 正極 電池反應(yīng)方程式 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 二 化學(xué)電源1 一次電池反應(yīng)原理 不能充電 不能反復(fù)使用 zn 2oh 2e zno h2o zn ag2o zno 2ag zn 2e 2oh zn oh 2 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 2 二次電池 可充電 可多次重復(fù)使用 鉛蓄電池是最常見的二次電池 總反應(yīng)為 3 燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池 可分酸性和堿性兩種 2h2 4e 4h 2h2 4oh 4e 4h2o o2 4h 4e 2h2o o2 2h2o 4e 4oh 可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正 負(fù)極如何連接 提示可充電電池充電時(shí)的電極接法為 2 原電池的正負(fù)極的判斷 1 原理圖示 必考點(diǎn)39原電池原理在新型電池中的應(yīng)用 某同學(xué)設(shè)想以如圖所示的裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸 1 寫出通入so2的電極的電極反應(yīng)式 2 質(zhì)子膜上h 的移動(dòng)方向是向 填 左 或 右 典例1 3 甲同學(xué)認(rèn)為 圖中導(dǎo)線連接的x處必須接一個(gè)電源 且左邊為正極 這樣該電化學(xué)反應(yīng)才可以發(fā)生 你的觀點(diǎn)是 填 有必要 或 無必要 理由是 思維引入反應(yīng)原理是so2 o2生產(chǎn)h2so4 類似于燃料電池 so2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) o2在正極發(fā)生還原反應(yīng) 解析so2被o2氧化是一個(gè)有自發(fā)進(jìn)行傾向的氧化還原反應(yīng) 通入so2的一極作負(fù)極 電子經(jīng)x從左向右移動(dòng) 溶液中的h 也從左向右移動(dòng) 答案 1 so2 2h2o 2e so42 4h 2 右 3 無必要so2被o2氧化是一個(gè)可以自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 燃料電池是原電池原理在新型電池中的重要應(yīng)用 是高考的熱點(diǎn) 注意以下三個(gè)問題1 燃料電池的電極不參與反應(yīng) 有很強(qiáng)的催化活性 起導(dǎo)電作用 2 燃料電池在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是燃料 如h2 ch4 ch3oh等 在正極上參與反應(yīng)的是空氣或氧氣 3 書寫電極反應(yīng)方程式時(shí) 酸性條件下用h 和h2o配平 堿性條件下可用oh 和h2o來配平 傳導(dǎo)介質(zhì)往往在一極生成另一極消耗 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大 例如 在zn與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量cuso4溶液能使產(chǎn)生h2的反應(yīng)速率加快 兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí) 一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑 例如 有兩種金屬a b 用導(dǎo)線連接后插入到稀h2so4中 觀察到a溶解 b極上有氣泡產(chǎn)生 則金屬a作負(fù)極 比金屬b活潑 必考點(diǎn)40原電池原理的應(yīng)用 1 加快氧化還原反應(yīng)的速率 2 比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù) 例如 要保護(hù)一個(gè)鐵制的輸水管道或鋼鐵橋梁等 可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連 使鋅作原電池的負(fù)極 3 用于金屬的防護(hù) 根據(jù)氧化還原反應(yīng) 2ag aq cu s cu2 aq 2ag s 畫出原電池示意圖并在圖中加入電流表 注明電極材料名稱和電解質(zhì)溶液 其中鹽橋?yàn)榄偰z 飽和kno3鹽橋 請(qǐng)回答下列問題 1 銀電極為電池的 極 寫出兩電極的電極反應(yīng)式 ag電極 典例3 cu電極 2 外電路中的電子是從 電極流向 電極 3 鹽橋中向cuso4溶液中遷移的離子是 填序號(hào) a k b no3 c ag d so42 思維引入將總反應(yīng)拆成氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)分析 選擇相應(yīng)的電極材料和電解質(zhì)溶液 再根據(jù)原電池原理解答 解析由反應(yīng)化學(xué)方程式可知 該電池的電極反應(yīng)式為 正極 2ag 2e 2ag負(fù)極 cu 2e cu2 所以負(fù)極應(yīng)為cu 正極為ag 電解質(zhì)溶液應(yīng)為cuso4溶液和agno3溶液 外電路中的電子從cu極流向ag極 鹽橋中的k 移向正極 ag極 no3 移向負(fù)極 cu極 答案 1 正2ag 2e 2agcu 2e cu2 2 cuag 3 b 1 2011 北京理綜 8 結(jié)合下圖判斷 下列敘述正確的是 a 和 中正極均被保護(hù)b 和 中負(fù)極反應(yīng)均是fe 2e fe2 c 和 中正極反應(yīng)均是o2 2h2o 4e 4oh d 和 中分別加入少量k3 fe cn 6 溶液 均有藍(lán)色沉淀 解析a項(xiàng)兩個(gè)裝置都是原電池 負(fù)極都是活潑金屬 根據(jù)原電池原理可知 原電池對(duì)正極起到了保護(hù)作用 故a正確 b項(xiàng) 中的負(fù)極反應(yīng)為zn 2e zn2 故b錯(cuò)誤 c項(xiàng) 中的正極反應(yīng)為2h 2e h2 故c錯(cuò)誤 d項(xiàng) 中不能生成藍(lán)色沉淀 答案a 2 2010 全國(guó)新課標(biāo) 12 根據(jù)下圖 可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是 a 2ag s cd2 aq 2ag aq cd s b co2 aq cd s co s cd2 aq c 2ag aq cd s 2ag s cd2 aq d 2ag aq co s 2ag s co2 aq 解析由電極可知金屬活潑性 cd co ag 其離子氧化性 cd2 co2 ag 利用氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可知 只有a項(xiàng)的離子方程式不能發(fā)生 答案a 2 2012 福建理綜 9 將下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的k閉合 下列判斷正確的是 a cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)b 電子沿zn a b cu路徑流動(dòng) c 片刻后甲池中c so42 增大d 片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色解析本題綜合考查了電極反應(yīng) 電子流向以及溶液中離子移動(dòng)的方向等知識(shí) 將裝置中k閉合 該裝置構(gòu)成原電池 用該原電池來電解飽和硫酸鈉溶液 銅是原電池的正極 發(fā)生還原反應(yīng) a項(xiàng)正確 在硫酸鈉溶液中導(dǎo)電是離子而不是電子 b項(xiàng)錯(cuò)誤 該裝置工作過程中 甲乙兩燒杯中的so42 的濃度都不改變 只是鹽橋中的cl 和k 分別向甲乙兩燒杯中移動(dòng) 故c項(xiàng)錯(cuò)誤 b為陽(yáng)極 溶液中的oh 失去電子 c oh 減小 c h 增大 b處濾紙不可能變紅色 故d項(xiàng)錯(cuò)誤 答案a 3 2011 安徽 12 研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種 水 電池 這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電 在海水中電池總反應(yīng)可表示為 5mno2 2ag 2nacl na2mn5o10 2agcl 下列 水 電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說法正確的是 a 正極反應(yīng)式 ag cl e agclb 每生成1molna2mn5o10轉(zhuǎn)移2mol電子c na 不斷向 水 電池的負(fù)極移動(dòng)d agcl是還原產(chǎn)物解析a選項(xiàng)應(yīng)該是負(fù)極反應(yīng)式 c選項(xiàng)鈉離子應(yīng)向正極移動(dòng) d選項(xiàng)agcl為氧化產(chǎn)物 答案b 例1 2010 全國(guó)卷 10 如圖是一種染料敏化太陽(yáng)能電池的示意圖 電池的一個(gè)電極由有機(jī)光敏燃料 s 涂覆在tio2納米晶體表面制成 另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成 電池中發(fā)生的反應(yīng)為 tio2 s tio2 s e i3 2e 3i 2tio2 s 3i 2tio2 s i3 原電池的電極判斷 a 電池工作時(shí) 是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能b 電池工作時(shí) i 在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電c 電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極d 電池的電解質(zhì)溶液中i 和i3 的濃度不會(huì)減少解析從示意圖可看出在光照條件下外電路中電子由負(fù)極流向正極 也即鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極作正極 發(fā)生還原反應(yīng) i3 2e 3i b錯(cuò)誤 c正確 太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 本題中的電極材料和電解質(zhì)溶液只起到導(dǎo)電的作用 i 和i3 的濃度不會(huì)減少 a d正確 答案b 下列關(guān)于該電池?cái)⑹鲥e(cuò)誤的是 例2 2010 浙江 9 li al fes電池是一種正在開發(fā)的車載電池 該電池中正極的電極反應(yīng)式為 2li fes 2e li2s fe 有關(guān)該電池的下列說法中 正確的是 a li al在電池中作為負(fù)極材料 該材料中l(wèi)i的化合價(jià)為 1價(jià)b 該電池的電池反應(yīng)式為 2li fes li2s fec 負(fù)極的電極反應(yīng)式為 a