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类型2019版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量变化第21讲原电池化学电源课件.ppt

  • 上传人(卖家):flying
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    资源描述:

    1、第21讲原电池化学电源,第六章化学反应与能量,考纲要求1.理解原电池的构成、工作原理及应用,能书写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。,微专题20新型电源及电极反应式的书写,探究高考明确考向,考点二化学电源,内容索引,考点一原电池的工作原理及应用,课时作业,原电池的工作原理及应用,考点一,知识梳理,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 。2.原电池的构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个

    2、条件: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。,氧化还原反应,3.工作原理以锌铜原电池为例,(1)反应原理,氧化反应,还原反应,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,正,负,(2)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流。,正误判断 辨析易错易混,(1)理论上说,任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( )(2)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极( )(3)用Mg、Al分别作电极,用NaOH溶液作电解液构成的原电池,Mg为正极( )(4)在锌铜原电池中,因为有电子通

    3、过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生( )(5)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极移动( )(6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极,活泼金属一定作负极( ),答案,(7)一般来说,带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高( )(8)由于CaOH2O=Ca(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池( ),答案,原电池正负极的判断方法(1)由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为_极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为_极。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由_极流向_极;电子由_极流向_极。,答案,深度思考 提升思维能力,

    4、负,正,正,负,负,正,(3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向_极,阴离子移向_极。(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的_极失电子发生氧化反应,其_极得电子发生还原反应。(5)根据现象判断。一般情况下,溶解的一极为_极,增重或有气体逸出的一极为_极。,答案,正,负,负,正,负,正,提示判断电极时,不能简单地依据金属的活动性顺序来判断,要看反应的具体情况,例如:Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子,Al作负极,Mg作正极;Fe、Al在浓HNO3中钝化,比Cu等金属更难失电子,Cu等金属作负极,Fe、Al作正极。,解题探究,题组一原电池的工作原

    5、理1.(1)下列装置属于原电池的是_。,答案,(2)在选出的原电池中,_是负极,电极反应为_;_是正极,电极反应为_。,Fe,Fe2e=Fe2,Cu,2H2e=H2,A.中Mg作负极,中Fe作负极B.中Mg作正极,电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C.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=H2,2.(2017信阳质检)分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是,答案,解析,解析中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH溶液反应失去电子,故Al是负极;中Fe在浓硝酸中钝化,Cu和浓HNO3反应失去电子作负极,A、C错;中电池总反应为2Al2

    6、NaOH2H2O=2NaAlO23H2,负极反应式为2Al8OH6e= 4H2O,二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2,B正确;中Cu是正极,电极反应式为O22H2O4e=4OH,D错。,(1)Fe作负极,发生氧化反应时,失2e变成Fe2,而不是Fe3。(2)书写某一极电极反应式时,若书写困难,也可先写另一极的电极反应式。用“减法”来处理,即用总的电极反应式减去容易写出一极的电极反应式(前提是电量守恒)。,题组二聚焦“盐桥”原电池3.(2017太原市第五中学高三模拟)根据右图,下列判断中正确的是A.烧杯a中的溶液pH降低B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H2e=H

    7、2D.烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2,答案,解析,解析由题给原电池装置可知,电子经过导线,由Zn电极流向Fe电极,则O2在Fe电极发生还原反应:O22H2O4e=4OH,烧杯a中c(OH)增大,溶液的pH升高;烧杯b中,Zn发生氧化反应:Zn2e=Zn2。,4.控制适合的条件,将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3被还原C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流表读数为零后,在甲中加入FeCl2固体, 乙中的石墨电极为负极,答案,解析,解析由图示结合原电池原理分析可

    8、知,Fe3得电子变成Fe2被还原,I失去电子变成I2被氧化,所以A、B正确;电流表读数为零时,Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率,反应达到平衡状态,C正确;在甲中加入FeCl2固体,平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动,I2被还原为I,乙中石墨为正极,D不正确。,题组三原电池工作原理的应用5.(2018江门质检)M、N、P、E四种金属,已知:MN2=NM2;M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M表面有大量气泡逸出;N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E22e=E,N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是A.PMNE B.ENMPC.PNME D.EPMN,答案,解析,解

    9、析由知,金属活动性:MN;M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M表面有大量气泡逸出,说明M作原电池的正极,故金属活动性:PM;N、E构成的原电池中,N作负极,故金属活动性:NE。综合可知,A正确。,6.依据氧化还原反应:2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。,答案,请回答下列问题:(1)电极X的材料是_;电解质溶液Y是_(填化学式)。(2)银电极为电池的_极,其电极反应为_。(3)盐桥中的,Cu,AgNO3,正,Age=Ag,Cu(NO3)2,原电池设计类试题的解题思路(1)利用氧化还原反应知识判断题给总反应中的氧化反应、还

    10、原反应。(2)选择合适的电极材料和电解质溶液。(3)画出原电池装置图。画图时应注意:电极材料、电解质溶液;简易装置图和带有盐桥的装置图的区别等。,7.银器日久表面会逐渐变黑,这是因为生成了硫化银。有人设计用原电池原理进行“抛光”,其处理方法:将一定浓度的氯化钠溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去,而银器恢复光泽,且不会损失。试回答:(1)氯化钠溶液的作用是_。,答案,解析,为电解质溶液,起导电作用,解析要善于抓住题给信息,“黑色会褪去,而银器恢复光泽,且不会损失”,必然发生Ag2SAg,显然这是原电池的正极反应,Ag2S2e=2AgS2,负极反应为活泼金属

    11、Al发生氧化反应:Al3e=Al3。正极生成的S2和负极生成的Al3在溶液中发生双水解反应:2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S,与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的和:3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S。,(2)在此原电池反应中,负极发生的电极反应为_,正极发生的电极反应为_。(3)反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体,溶液中发生的反应为_,原电池总反应方程式为_。,答案,2Al6e=2Al3,3Ag2S6e=6Ag3S2,6H2O=2Al(OH)33H2S,2Al33S2,6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S,3Ag2S2Al,化

    12、学电源,考点二,1.日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池正极反应:2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH;负极反应: ;总反应:Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池一次电池负极反应:Zn2OH2e=Zn(OH)2;正极反应:Ag2OH2O2e=2Ag2OH;总反应: 。,知识梳理,Zn2OH2e=Zn(OH)2,ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag,(3)二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池,负极材料是 ,正极材料是 。放电时的反应a.负极反应:_ ;b.正极反应:_;c.总反应:PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充电

    13、时的反应a.阴极反应:_;b.阳极反应:_;,Pb,PbO2,注可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。,2.“高效、环境友好”的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。,2H24OH4e=4H2O,O24e4H=2H2O,对常见化学电源的认识与理解(1)铅蓄电池放电时,正极与负极质量均增加()(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池()解析锂离子电池属于可充电电池,即二次电池。(3)若使反应Fe2Fe3=3Fe2以原电池方式进行,可用锌铁作电极材料()解析若用锌和铁作电极,则电极反应就变为Zn2Fe3=Zn22Fe2。,正误判断 辨析易错易混,答案,解析,答案,(4)碱性锌锰干电池是一次电池,其中MnO2是催化剂,可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()解析MnO2不是催化剂。(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧,然后热能转化为电能()解析燃料

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