第20講 原電池原理

1、第第2020講講 原電池原理原電池原理考綱導(dǎo)學(xué)第第2020講講 考綱導(dǎo)學(xué)考綱導(dǎo)學(xué)考綱要求考綱要求命題預(yù)測命題預(yù)測1.了解原電池的工了解原電池的工作原理，能寫出電極反作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。類及其工作原理。 2.理解金屬發(fā)生電化理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。蝕的措施。1.原電池的工作原理。運(yùn)用原電池原電池的工作原理。運(yùn)用原電池工作原理書寫電極方程式或正誤判斷，工作原理書寫電極方程式或正誤判斷，以及金屬腐蝕的類型判斷與防護(hù)是近幾以及

2、金屬腐蝕的類型判斷與防護(hù)是近幾年高考的重點(diǎn)，常以選擇或填空的形式年高考的重點(diǎn)，常以選擇或填空的形式進(jìn)行考查，難度中等。進(jìn)行考查，難度中等。 2.對新型化學(xué)電源的考查。近年來對新型化學(xué)電源的考查。近年來這一考點(diǎn)成為高考命題的必考點(diǎn)和區(qū)分這一考點(diǎn)成為高考命題的必考點(diǎn)和區(qū)分點(diǎn)，通常是以新型點(diǎn)，通常是以新型(燃料電池、固體熔燃料電池、固體熔融電解質(zhì)等融電解質(zhì)等)電池，對其工作原理分析電池，對其工作原理分析及電極方程式的書寫為主，難度較大。及電極方程式的書寫為主，難度較大。 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)一原電池的工作原理探究點(diǎn)一原電池的工作原理 第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究【知識梳理】 1原電池原電池把把_轉(zhuǎn)

3、化為轉(zhuǎn)化為_的裝置。的裝置。2形成條件形成條件(1)兩個(gè)電極由兩種兩個(gè)電極由兩種_不同的金屬或由不同的金屬或由_的材料的材料(非金屬或某些氧化物等非金屬或某些氧化物等)組成。組成。(2)電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)溶液。(3)形成閉合回路。形成閉合回路?；瘜W(xué)能化學(xué)能電能電能金屬活動(dòng)性金屬活動(dòng)性金屬和其他導(dǎo)電金屬和其他導(dǎo)電 第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究3原電池的兩極原電池的兩極負(fù)極：活潑性負(fù)極：活潑性_的金屬，發(fā)生的金屬，發(fā)生_反應(yīng)。反應(yīng)。正極：活潑性正極：活潑性_的金屬或?qū)w，發(fā)生的金屬或?qū)w，發(fā)生_反應(yīng)。反應(yīng)。4電極反應(yīng)式的書寫和電子移動(dòng)方向電極反應(yīng)式的書寫和電子移動(dòng)方向(如圖如圖201)強(qiáng)強(qiáng)氧

4、化氧化弱弱還原還原第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究(1)電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫負(fù)極：負(fù)極：_，電極反應(yīng)式：，電極反應(yīng)式：_。正極：正極：_，電極反應(yīng)式：，電極反應(yīng)式：_。電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：_。(2)電子移動(dòng)方向電子移動(dòng)方向電子由電子由_釋放，經(jīng)釋放，經(jīng)_沿導(dǎo)線流入沿導(dǎo)線流入_，電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)溶液中的_移向正極，在其表面得電子被移向正極，在其表面得電子被_，形成一個(gè)閉合回路。，形成一個(gè)閉合回路。Zn片片Cu片片ZnCu2=Zn2Cu負(fù)極負(fù)極外電路外電路正極正極陽離子陽離子還原還原第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究【要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化】1原電池原理圖解原電池原理圖解 第第2020

5、講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究 2原電池電極的判斷和電極方程式的書寫原電池電極的判斷和電極方程式的書寫 (1)原電池正負(fù)極的判斷原電池正負(fù)極的判斷第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究例例12010廣東卷廣東卷銅鋅原電池銅鋅原電池(如圖如圖204)工作時(shí)，工作時(shí)，下列敘述正確的是下列敘述正確的是() 【典例精析典例精析】BCA正極反應(yīng)為正極反應(yīng)為Zn2e=Zn2B電池反應(yīng)為電池反應(yīng)為ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從負(fù)極流向正極在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D鹽橋中的鹽橋中的K移向移向ZnSO4溶液溶液 探究點(diǎn)二化學(xué)電源探究點(diǎn)二化

6、學(xué)電源第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究【知識梳理】 1一次電池一次電池堿性鋅堿性鋅錳干電池錳干電池電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2負(fù)極：負(fù)極：_，正極：，正極：_，電解質(zhì)：，電解質(zhì)：KOH。負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：_。正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：_。ZnMnO2Zn2OH2e=Zn(OH)2第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究 3燃料電池燃料電池 (1)燃料電池與前幾種電池的差別：氧化劑與還原燃料電池與前幾種電池的差別：氧化劑與還原劑在工作時(shí)劑在工作時(shí) ；反應(yīng)產(chǎn)物；反應(yīng)產(chǎn)物 ；能；能量轉(zhuǎn)化率高量轉(zhuǎn)化率高(超過超過80%)，普通的只有，

7、普通的只有30%，有利于節(jié)約，有利于節(jié)約能源。能源。 (2)氫氧燃料電池氫氧燃料電池 酸性電解質(zhì)酸性電解質(zhì) 負(fù)極：負(fù)極： ； 正極：正極： ； 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 。不斷補(bǔ)充不斷補(bǔ)充不斷排出不斷排出 第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究堿性電解質(zhì)堿性電解質(zhì)負(fù)極：負(fù)極： ；正極：正極： ；總反應(yīng)：總反應(yīng)： 。第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究【要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化】 1燃料電池注意燃料電池注意事項(xiàng)事項(xiàng) 燃料電池的負(fù)極為通入燃料的一極，正極為通入助燃燃料電池的負(fù)極為通入燃料的一極，正極為通入助燃劑的一極劑的一極(一般為氧氣一般為氧氣)，電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的

8、作用。只起傳導(dǎo)電子的作用。第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究 2新型電池的分析思路新型電池的分析思路 以新型電池的研制開發(fā)為素材對原電池原理的考查是以新型電池的研制開發(fā)為素材對原電池原理的考查是高考命題的熱點(diǎn)題型，涉及的主要問題有：高考命題的熱點(diǎn)題型，涉及的主要問題有： (1)正、負(fù)極的判斷：發(fā)生失電子反應(yīng)的電極是負(fù)極，正、負(fù)極的判斷：發(fā)生失電子反應(yīng)的電極是負(fù)極，發(fā)生得電子反應(yīng)的電極是正極。發(fā)生得電子反應(yīng)的電極是正極。 (2)電子的流向和電解質(zhì)溶液中離子的流向：電流方向：電子的流向和電解質(zhì)溶液中離子的流向：電流方向：“外電路：從正極流向負(fù)極；電源內(nèi)電路：從負(fù)極流向正外電路：從正極流向負(fù)極；電源

9、內(nèi)電路：從負(fù)極流向正極。極?！痹姵匮b置中，外電路電子流向與電流相反，從負(fù)原電池裝置中，外電路電子流向與電流相反，從負(fù)極流向正極；電源內(nèi)電路即電解質(zhì)溶液，陽離子流向與電極流向正極；電源內(nèi)電路即電解質(zhì)溶液，陽離子流向與電流相同，流向正極，陰離子流向與電流方向相反，流向負(fù)流相同，流向正極，陰離子流向與電流方向相反，流向負(fù)極。極。第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，電池總反應(yīng)乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，電池總反應(yīng)為為C2H5OH3O22CO23H2O，下列說法錯(cuò)誤的是，下列說法錯(cuò)誤的是() A電池工作時(shí)，質(zhì)子向電池工作時(shí)，質(zhì)子向

10、電池的正極遷移電池的正極遷移 B電池工作時(shí)，電流由電池工作時(shí)，電流由b極沿導(dǎo)體流向極沿導(dǎo)體流向a極極 Ca為負(fù)極，電極反應(yīng)為負(fù)極，電極反應(yīng)式是式是C2H5OH+3H2O+12e-=2CO2+12H+ Db為正極，電極反應(yīng)式為正極，電極反應(yīng)式是是4H+O2+4e-=2H2OC 探究點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)探究點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù) 第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究【知識梳理】 1金屬腐蝕金屬腐蝕(1)定義：金屬與周圍的氣體定義：金屬與周圍的氣體(或液體或液體)發(fā)生發(fā)生 反應(yīng)反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。而引起損耗的現(xiàn)象。(2)本質(zhì)：金屬原子本質(zhì)：金屬原子 而被氧化而被氧化(3)氧化還原氧化還原失電子失電子化

11、學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究犧牲陽極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法 2金屬的防護(hù)方法金屬的防護(hù)方法(1)加防護(hù)層，如在金屬表面加上耐腐蝕的油漆、搪加防護(hù)層，如在金屬表面加上耐腐蝕的油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方瓷、瀝青、塑料、橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。法。(2)電化學(xué)防護(hù)電化學(xué)防護(hù) 原電池原理。原電池原理。 (陰極陰極)：被保護(hù)的金屬設(shè)備。：被保護(hù)的金屬設(shè)備。 (陽極陽極)：比被保護(hù)的金屬活潑的金屬。：比被保護(hù)的金屬活潑的金屬。 電解原理。電解原理。 ：被保護(hù)的金屬設(shè)備。：被保護(hù)的金屬設(shè)備。 ：惰性電極。：惰性電極。 正極正極

12、負(fù)極負(fù)極外加電流陰極保護(hù)法外加電流陰極保護(hù)法 陰極陰極 陽極陽極 第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究條件條件 金屬在較強(qiáng)的酸性溶液中金屬在較強(qiáng)的酸性溶液中 金屬在中性或酸性金屬在中性或酸性很弱的溶液中很弱的溶液中 電極電極反應(yīng)反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極(Fe)：Fe2eFe2正極正極(C)：2H2eH2 負(fù)極負(fù)極(Fe)：2Fe4e2Fe2正極正極(C)：2H2OO24e4OH 發(fā)生發(fā)生情況情況相對較少相對較少腐蝕速率一般較快腐蝕速率一般較快 非常普遍非常普遍腐蝕速率一般較慢腐蝕速率一般較慢 聯(lián)系聯(lián)系 兩種腐蝕常相繼發(fā)生，吸氧腐蝕為主兩種腐蝕常相繼發(fā)生，吸氧腐蝕為主 1 1析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較析氫腐蝕

13、與吸氧腐蝕的比較【要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化】第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究 2.金屬腐蝕的快慢順序金屬腐蝕的快慢順序一般來說可用下列原則進(jìn)行判斷：一般來說可用下列原則進(jìn)行判斷： (1)電解原理引起的腐蝕電解原理引起的腐蝕(金屬作陽極金屬作陽極)原電池原理引原電池原理引起的腐蝕起的腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。有防護(hù)措施的腐蝕。 (2)對同一金屬來說：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕對同一金屬來說：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕弱電解弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕質(zhì)溶液中的腐蝕非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。 (3)對同一電解質(zhì)溶液來說：一般濃度越大，金屬的腐對同一電解質(zhì)溶液來說：一般濃度越大，金屬的腐蝕越快。

14、蝕越快。第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究例例32010上海卷上海卷鐵是用途最廣的金屬鐵是用途最廣的金屬材料之一。為探究鐵的化學(xué)性質(zhì)，某同學(xué)將盛材料之一。為探究鐵的化學(xué)性質(zhì)，某同學(xué)將盛有生鐵屑的試管塞上蓬松的棉花，然后倒置在有生鐵屑的試管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中水中(如圖如圖207所示所示)。數(shù)天后，他觀察到的現(xiàn)。數(shù)天后，他觀察到的現(xiàn)象是象是() A鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面上升鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面上升 B鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面高度不變鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面高度不變 C鐵屑生銹，試管內(nèi)液面上升鐵屑生銹，試管內(nèi)液面上升 D鐵屑生銹，試管內(nèi)液面高度不變鐵屑生銹，試管內(nèi)液面高度不變【典例精析典例精析】圖圖207 C第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究如圖如圖208所示裝置中，小試所示裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH4的雨水和生鐵片。觀察：開始導(dǎo)管內(nèi)液的雨水和生鐵片。觀察：開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是的是() C第第2020講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究 C該雨水酸性較強(qiáng)，開始時(shí)，發(fā)生的是析氫腐蝕，該雨水酸性較強(qiáng)，開始時(shí)，發(fā)生的是析