高三化學(xué)原電池、化學(xué)電源高考大一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)ppt課件

1、高三化學(xué)原電池、化學(xué)電源高考大一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)考綱要求:1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用,能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破原電池及其工作原理1.定義原電池是把能轉(zhuǎn)化為能的裝置。2.工作原理以銅鋅原電池為例:化學(xué) 電 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)兩種裝置比較。鹽橋的作用:a.連接內(nèi)電路形成閉合回路。b.維持兩電極電勢差(中和電荷),使電池能持續(xù)提供電流。裝置中有部分Zn與Cu2+直接反應(yīng),使電池效率降低;裝置中使Zn與Cu2+隔離,電池效率提高,電流穩(wěn)定。Zn-2e-=Zn2+ Cu2+2e-=Cu 氧化 還原 Zn 導(dǎo)線 Cu 正極 負(fù)極 基礎(chǔ)梳

2、理考點(diǎn)突破電解質(zhì) 氧化還原 負(fù) 正 正 負(fù) 負(fù) 正 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破特別提醒(1)只有氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池。(2)活潑性強(qiáng)的金屬不一定作負(fù)極,但負(fù)極一定發(fā)生氧化反應(yīng)。(3)電子不能通過電解質(zhì)溶液,溶液中的離子不能通過鹽橋。(4)負(fù)極失去電子總數(shù)一定等于正極得到電子總數(shù)。(5)對于同一反應(yīng),原電池反應(yīng)速率一定比直接發(fā)生的氧化還原反應(yīng)快?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,原電池需外接電源才能工作 ()(2)NaOH溶液與稀硫酸反應(yīng)是放熱反應(yīng),此反應(yīng)可以設(shè)計成原電池 ()(3)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu的反應(yīng)可以設(shè)計成原電

3、池 ()(4)氧化還原反應(yīng)2H2O 2H2+O2可以設(shè)計成原電池 ()(5)同種條件下,帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時間長 ()(6)在原電池中,發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極 ()(7)在原電池中,負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng) () 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破1.圖解原電池工作原理 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.原電池中正、負(fù)極的判斷判斷原電池的正負(fù)極需抓住閉合回路和氧化還原反應(yīng)進(jìn)行分析,如圖注意:原電池的正負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān),不要形成思維定式活潑金屬一定是負(fù)極。如Al、Mg和NaOH溶液構(gòu)成的原電池中,Al為負(fù)極,Mg為正極?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例1(天津理綜,4

4、)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時間后,甲池的c( )減小C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動,保持溶液中電荷平衡 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例2(課標(biāo)全國甲,11)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+B.正極反應(yīng)式為Ag+e-=AgC.電池放電時Cl-由正極向負(fù)極遷移D.負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 答案解析解析關(guān)閉Mg-

5、AgCl海水電池中,Mg為活潑金屬,作負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):Mg-2e-=Mg2+,A項正確;AgCl在正極反應(yīng):AgCl+e-=Ag+Cl-,B項錯誤;原電池中,陰離子向負(fù)極移動,C項正確;Mg可與H2O緩慢反應(yīng),D項正確。 答案解析關(guān)閉B基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破答題模板 書寫電極反應(yīng)式的三個步驟列物質(zhì)標(biāo)得失按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),判斷出電極反應(yīng)物和產(chǎn)物,找出得失電子的數(shù)量?？喘h(huán)境配守恒電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中,應(yīng)能穩(wěn)定存在,如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)讓其結(jié)合OH-生成水。電極反應(yīng)式要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等,并加以配平。兩式加驗總式兩電極反應(yīng)式相加,與總反應(yīng)方程式對照驗證

6、?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破跟蹤訓(xùn)練1.(湖北漢川期末)實(shí)驗發(fā)現(xiàn),298 K時,在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后,Fe3+立即被還原成Fe2+。某夏令營興趣小組根據(jù)該實(shí)驗事實(shí)設(shè)計了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是()A.該原電池的正極反應(yīng)是Zn-2e-=Zn2+B.左側(cè)燒杯中溶液的紅色逐漸褪去C.該電池的鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D.該電池總反應(yīng)為3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+ 答案解析解析關(guān)閉該電池的總反應(yīng)為Zn+2Fe3+=2Fe2+Zn2+,所以左燒杯中Pt電極為正極,電極反應(yīng)式為Fe3+e-=Fe2+,右燒杯中Zn電極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+。由于左燒杯中的Fe3+被

7、還原為Fe2+,所以左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去。 答案解析關(guān)閉B基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.(江西臨川一中月考)(1)觀察如圖四個裝置,回答下列問題:裝置a和b中鋁電極上的電極反應(yīng)式分別為、。裝置c中產(chǎn)生氣泡的電極為(填“鐵”或“銅”)電極,裝置d中銅電極上的電極反應(yīng)式為?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)觀察如圖兩個裝置,圖甲裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡,圖乙裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生,而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為、?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破答案:(1)2H+2e-=H2Al-3e-+4OH-=鐵O2+2H2O+4e-=4OH-(2)金屬鉻的活動性比銅的強(qiáng)且能和稀硫酸

8、反應(yīng)生成H2金屬鉻易在稀硝酸中發(fā)生鈍化基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破原電池原理的應(yīng)用原電池在化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中的應(yīng)用1.加快氧化還原反應(yīng)速率一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng),設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率,例如Zn與稀硫酸反應(yīng)時加入少量的CuSO4溶液能使產(chǎn)生氫氣的速率增大。2.比較金屬活動性強(qiáng)弱金屬分別作原電池的兩極時,一般作負(fù)極的金屬活動性比正極的。3.金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬制品作原電池的極而得到保護(hù)。例如,保護(hù)鐵制輸水管或鋼鐵橋梁,可用導(dǎo)線將其和一塊鋅塊相連,使Zn作原電池的極。增大 強(qiáng) 正 負(fù) 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破4.設(shè)計制作化學(xué)電源(1)首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。(2)根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn),結(jié)合兩個半

9、反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固(1)用稀硫酸與鋅粒反應(yīng)制取氫氣,加入少量硫酸銅可以增大化學(xué)反應(yīng)速率的原因:。(2)A、B兩種金屬用導(dǎo)線連接,放入稀硫酸中,B的質(zhì)量逐漸減小,則兩種金屬的活動性AB。答案:Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu,形成銅鋅原電池,可以增大反應(yīng)速率;相連,為正極,金屬活動性;相連,上有氣泡(H2)逸出,為正極,金屬活動性;相連,質(zhì)量減少,則金屬活動性,即金屬活動性順序為,B正確。基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破4.向兩份等質(zhì)量的鐵粉a、b中分別加入過量的稀硫酸,同時向b中加入少量的CuSO4溶液,下列各圖表示的是產(chǎn)生H2的體積V(同溫同壓下測定)與時間t的關(guān)系,其中

10、正確的是()B解析:因為b中有一部分鐵粉與硫酸銅反應(yīng)生成Cu,Fe、Cu和稀硫酸構(gòu)成原電池,使反應(yīng)速率加快,反應(yīng)完成所需的時間縮短,但產(chǎn)生氫氣的體積小于a?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破5.根據(jù)下式所示的氧化還原反應(yīng)設(shè)計一個原電池:Cu+2Ag+=Cu2+2Ag(1)裝置可采用燒杯和鹽橋,畫出此原電池的裝置簡圖。(2)注明原電池的正極和負(fù)極。(3)注明外電路中電子的流向。(4)寫出兩個電極上的電極反應(yīng)式?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破答案:(1)(2)(3)如圖所示:(4)負(fù)極:Cu-2e-=Cu2+正極:2Ag+2e-=2Ag解析:首先將已知的反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng):Cu-2e-=Cu2+,2Ag+2e-=2Ag,然后結(jié)合

11、原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知,該電池的負(fù)極應(yīng)為Cu,正極應(yīng)為Ag。原電池由兩個半電池組成,銅和銅鹽溶液組成銅半電池,銀和銀鹽溶液組成銀半電池,中間通過鹽橋連接起來?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破化學(xué)電源 Zn-2e-=Zn2+ 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2H2+4OH-4e-=4H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 2H2-4e-=4H+ O2+4H+4e-=2H2O 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極 ()(2)多孔碳可用作氫氧燃料電池的電極材料 ()(3)氫氧燃料電池(酸性電解質(zhì))中O2通入正極,電極反應(yīng)式為O2+4H+4e-=2

12、H2O ()(4)根據(jù)反應(yīng)4Li+FeS2=Fe+2Li2S設(shè)計的可充電電池是一種應(yīng)用廣泛的鋰電池,可用水溶液作電解質(zhì)溶液 ()(5)可充電電池的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)是可逆反應(yīng) ()(6)原電池中的電解質(zhì)溶液一定參與反應(yīng) () 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(7)一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀,負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+,正極上發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH- ()(8)鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2,放電時Li+向負(fù)極移動 ()(9)鉛蓄電池放電時的負(fù)極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應(yīng) () 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破1

13、.可充電電池充電時電極與外接電源的正、負(fù)極連接方式基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.利用“加減法”書寫原電池電極反應(yīng)式(1)先確定原電池的正、負(fù)極,列出正、負(fù)極上的反應(yīng)物,并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)。負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存,則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式。正極反應(yīng)。正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。當(dāng)正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2時:若電解質(zhì)溶液為中性或堿性,則水必須寫入正極反應(yīng)式中,與O2生成OH-,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-;若電解質(zhì)溶液為酸性,則H+必須寫入正極反應(yīng)式中,與

14、O2生成水,電極反應(yīng)式為O2+4H+4e-=2H2O?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(3)寫出電池總反應(yīng)方程式。結(jié)合電子守恒將正、負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得到電池總反應(yīng)方程式。(4)若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式,可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式,然后在電子守恒的基礎(chǔ)上,用總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式,即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例4(廣東汕頭期末)液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示,該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是()A.b極發(fā)生氧化反應(yīng)B.a極的反應(yīng)式:N2H4+

15、4OH-4e-=N2+4H2OC.放電時,電流從a極經(jīng)過負(fù)載流向b極D.其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜 答案解析解析關(guān)閉在燃料電池中,氧氣作為氧化劑在正極發(fā)生還原反應(yīng),故A項錯誤;燃料N2H4為還原劑,在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),故B項正確;放電時,電流由正極(b極)經(jīng)外電路流向負(fù)極(a極),故C項錯誤;正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-,OH-將透過交換膜在負(fù)極發(fā)生反應(yīng),應(yīng)選擇陰離子交換膜,故D項錯誤。 答案解析關(guān)閉B基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例5(安徽銅陵一中階段測試)鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實(shí)用化的蓄電池,該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應(yīng)式為:負(fù)極反應(yīng)式為

16、C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+(C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料)正極反應(yīng)式為Li1-xMO2+xLi+xe-=LiMO2(LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物)下列有關(guān)說法正確的是()A.鋰離子電池放電時電池反應(yīng)為LiMO2+C6Li1-x=C6Li+Li1-xMO2B.鋰離子電池充電時電池內(nèi)部Li+向陽極移動C.放電時,電池內(nèi)部Li+從負(fù)極流向正極D.鋰離子電池充電時陽極反應(yīng)為C6Li1-x+xLi+xe-=C6Li 答案解析解析關(guān)閉電池的總反應(yīng)為C6Li+Li1-xMO2=C6Li1-x+LiMO2,故A項錯誤;充電時陽離子向陰極移動,故B項錯誤;放電時,陽離子由負(fù)極移

17、向正極,故C項正確;充電時,陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故D項錯誤。 答案解析關(guān)閉C基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破方法指導(dǎo) 新型化學(xué)電源解題技巧1.新型電池“放電”時正極、負(fù)極的判斷2.新型電池“放電”時電極反應(yīng)式的書寫首先分析物質(zhì)得失電子的情況,然后再考慮電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。對于較為復(fù)雜的電極反應(yīng)式,可以利用“總反應(yīng)式-較簡單一極的電極反應(yīng)式=較復(fù)雜一極的電極反應(yīng)式”的方法解決?；A(chǔ)梳理考點(diǎn)突破3.新型電池“充、放”電時離子移動的方向 基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破跟蹤訓(xùn)練6.(河南安陽調(diào)研)中科院寧波材料所在金屬空氣電池的研發(fā)中獲得重大突破。該電池的工作原理如圖所示:下列有關(guān)說法正確的是(

18、)A.電池工作時,負(fù)極附近溶液的pH升高B.電路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,理論上約消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣56 LC.電池工作時,電流由M極經(jīng)外電路流向N極D.電池總反應(yīng)為4Al+3O2=2Al2O3、2Mg+O2=2MgO 答案解析解析關(guān)閉金屬空氣電池中金屬作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),正極上空氣中的氧氣發(fā)生還原反應(yīng)。電池工作時,負(fù)極鎂、鋁失去電子變成離子與氫氧根結(jié)合生成氫氧化鎂、氫氧化鋁,水的電離平衡被破壞,氫離子濃度增大,負(fù)極附近溶液的pH降低,A項錯誤;電路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,理論上約消耗氧氣0.5 mol,折合成空氣2.5 mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為56 L,B項正確;電池工作時,電子由M極經(jīng)外電路流

19、向N極,C項錯誤;電池工作時,負(fù)極生成氫氧化鎂、氫氧化鋁,D項錯誤。 答案解析關(guān)閉B基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破A.電極b是正極B.質(zhì)子從b極移向a極C.處理后的廢水pH降低D.a極的電極反應(yīng)式: 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉單池原電池與鹽橋原電池的對比 下列敘述中正確的是()A.甲組操作時,電流表(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.甲組操作時,溶液顏色變淺C.乙組操作時,C4作正極D.乙組操作時,C3上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2+2e-=2I- 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉跟蹤訓(xùn)練1.(江蘇蘇北四市第二次聯(lián)考)一種微生物燃料電池如圖所示,下列關(guān)于該電池說法正確的是()A.a電極發(fā)生還原反應(yīng)B.H+由右室通過質(zhì)子交換膜進(jìn)

20、入左室C.b電極的反應(yīng)為 +10e-+12H+=N2+6H2OD.電池工作時,電流由a電極沿導(dǎo)線流向b電極 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉2.(河北衡水壓軸題,節(jié)選)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑,而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗裝置:(1)該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為;若維持電流強(qiáng)度為1 A,電池工作十分鐘,理論消耗Zn g(已知F=96 500 Cmol-1)。(2)鹽橋中盛有飽和KCl溶液,此鹽橋中氯離子向(填“左”或“右”)移動;若用陽離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向(填“左”或“右”)移動。(3)圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線,

21、由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有。1.原電池中的能量轉(zhuǎn)化及本質(zhì)(1)能量轉(zhuǎn)化:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(2)反應(yīng)本質(zhì):自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。2.原電池中的4個“方向”(1)外電路中電子移動方向:負(fù)極正極。(2)外電路中電流方向:正極負(fù)極。(3)電池內(nèi)部離子移動方向:陰離子負(fù)極,陽離子正極。(4)鹽橋中(含飽和KCl溶液)離子移動方向:K+正極,Cl-負(fù)極。3.判斷原電池正負(fù)極的6種方法電極材料、電極現(xiàn)象、電子移動方向、離子移動方向、得失電子、電解質(zhì)溶液。1234561.(人教版必修2P454改編)下列裝置不能形成原電池的是() 答案解析解析關(guān)閉A、B、D項都具有活動性不同的電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路及自

22、發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),均能構(gòu)成原電池;C項中酒精為非電解質(zhì),不能構(gòu)成原電池。 答案解析關(guān)閉C1234562.(人教版選修4P783改編)鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進(jìn)行:Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說法正確的是()A.放電時負(fù)極附近溶液的堿性不變B.放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動C.放電時正極反應(yīng)為NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-D.放電時Cd在正極上放電 答案解析解析關(guān)閉放電時Cd作負(fù)極,發(fā)生Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,堿性減弱,A、D錯誤;放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向負(fù)極移動,B錯誤;放電時正極反應(yīng)式為NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-,C正確。 答案解析關(guān)閉C1234563.(廣西柳州模擬)鋅-空氣燃料電池可作電動車動力電源,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+2H2O+4OH-= 。下列說法正確的是()A.放電時,電解質(zhì)溶液中K+移向負(fù)極B.放電時,電解質(zhì)溶液的pH 不變C.充電時,陰極的反應(yīng)為 +2e-Zn+4OH-D.充電時,當(dāng)有4.48 L 氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)釋放出來時,則