2020创新设计一轮复习化学(人教版)课件：第六章+第2讲+原电池 化学电源.ppt

1、第第2讲原电池化学电源讲原电池化学电源【2020备考】备考】最新考纲：最新考纲：1.理解原电池的构成、工作原理及应用。理解原电池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总反应方能书写电极反应和总反应方程式。程式。3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解常见化学电源的种类及其工作原理。核心素养：核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识原电池的本质是氧化还原反应，能从多角变化观念与平衡思想：认识原电池的本质是氧化还原反应，能从多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转化。度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转化。2.科学精神与社会责任：通科学精神与社会责任：通过原电池装置的应用，能对

2、与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与过原电池装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践。有关化学问题的社会实践。考点一原电池的工作原理及其应用考点一原电池的工作原理及其应用（频数：（频数：难度：难度：）电化学是化学能与热能知识的延伸，是氧化还原反应知识的应用，电化学是化学能与热能知识的延伸，是氧化还原反应知识的应用，是高考热点，对于本考点的主要考查知识点有：（是高考热点，对于本考点的主要考查知识点有：（1）电池的正负极的判断；（）电池的正负极的判断；（2）原）原电池的原理应用；（电池的原理应用；（3）电极方程式的书写，特别是电极方程式的书写是

3、高考重点，）电极方程式的书写，特别是电极方程式的书写是高考重点，应给予关注。应给予关注。1.原电池的工作原理原电池的工作原理（3）工作原理）工作原理装置图装置图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 反应类型反应类型氧化反应氧化反应还原反应还原反应电子流向电子流向由由 片片沿导线流向沿导线流向铜铜片片 离子迁移方向离子迁移方向阴阴离子向负极迁移离子向负极迁移阳阳离子向正极迁移离子向正极迁移方程式方程式ZnCu2=Zn2CuZn2e=Zn2锌片锌片铜片铜片Cu22e=Cu锌锌（4）原电池中移动方向及闭合回路形成原理图示）原电池中移动方向及闭合回路形成原理图示失失负负正正

4、得得1.原电池仍然体现的是反应过程中的能量守恒，是化学能与热能的知识延伸，是化原电池仍然体现的是反应过程中的能量守恒，是化学能与热能的知识延伸，是化学能与电能的转化。学能与电能的转化。2.原电池反应必须是氧化还原反应，但自行发生的氧化还原反应并不一定是电极与原电池反应必须是氧化还原反应，但自行发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可能是电极与溶解的氧气等发生反应，如将铁与石墨相连插电解质溶液反应，也可能是电极与溶解的氧气等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。入食盐水中。2.原电池原理的应用原电池原理的应用负极负极正极正极1.在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理

5、解，在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀与稀H2SO4反反应时加入少量应时加入少量CuSO4溶液，锌足量时，不影响产生溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀的物质的量，但稀H2SO4足足量时，产生量时，产生H2的物质的量要减少。的物质的量要减少。2.把一个氧化还原反应拆写成两个电极反应时，首先要写成离子反应，要注意通过把一个氧化还原反应拆写成两个电极反应时，首先要写成离子反应，要注意通过电荷守恒与原子守恒把电荷守恒与原子守恒把H、OH、H2O分解到两个电极反应中。分解到两个电极反应中。速查速测速查速测1.（易混点排查）（易混点排查）正确的打正确的打“”“”，

6、错误的打，错误的打“”（1）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（）（2）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强（）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强（）（3）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应（）（4）在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生）在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生（）（5）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（）两种活泼性不同的金属组成

7、原电池的两极，活泼金属一定作负极（）2.（教材改编题）（教材改编题）下列装置不能形成原电池的是（）下列装置不能形成原电池的是（）解析解析A、B、D项都具有项都具有活泼性不同的电极；活泼性不同的电极；电解质溶液；电解质溶液；闭合回路；闭合回路；自自发进行的氧化还原反应，均能构成原电池；发进行的氧化还原反应，均能构成原电池；C项中酒精为非电解质，不能构成原电池。项中酒精为非电解质，不能构成原电池。答案答案C3.（动手能力培养）（动手能力培养）某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液溶液为电解质溶液设计原电池。给你一只电流表，请你画出该

8、原电池的示意图，并标出为电解质溶液设计原电池。给你一只电流表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极，写出电极反应式。正负极，写出电极反应式。答案如图所示答案如图所示A组基础知识巩固组基础知识巩固1.（2019聊城三中月考）聊城三中月考）课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是（）橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是（）A.原电池是将化学能转化成电能的装置原电池是将化学能转化成电能的装置B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C

9、.图中电极图中电极a为铝条、电极为铝条、电极b为锌片时，导线中会通过电流为锌片时，导线中会通过电流D.图中电极图中电极a为锌片、电极为锌片、电极b为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片解析解析D项，电极项，电极a为负极，电子由负极（锌片）流出。为负极，电子由负极（锌片）流出。答案答案D2.（2018合肥质检）合肥质检）用用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是（）正确的是（）甲甲乙乙丙丙实验实验装置装置现象现象a不断溶解不断溶解c的质量增加的质量增加a上有气泡产生上有气泡产生A.装置甲中的

10、装置甲中的b金属是原电池的负极金属是原电池的负极B.装置乙中的装置乙中的c金属是原电池的阳极金属是原电池的阳极C.装置丙中的装置丙中的d金属是原电池的正极金属是原电池的正极D.四种金属的活泼性顺序：四种金属的活泼性顺序：dabc解析解析甲中甲中a溶解说明溶解说明a是负极，活泼性是负极，活泼性ab，A错误；原电池一般用正极或负极命名电错误；原电池一般用正极或负极命名电极，极，B错误，由乙中现象知活泼性错误，由乙中现象知活泼性bc；丙中；丙中d是负极，活泼性是负极，活泼性da，C错误；综上可知错误；综上可知D正确。正确。答案答案D3.（2019潍坊上学期统考，潍坊上学期统考，12）根据光合作用原理

11、，设计如图原电池装置。下列说法根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是（）正确的是（）A.a电极为原电池的正极电极为原电池的正极B.外电路电流方向是外电路电流方向是abC.b电极的电极反应式为：电极的电极反应式为：O22e2H=H2O2D.a电极上每生成电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的，通过质子交换膜的H为为2 mol解析解析根据图示可知，根据图示可知，a电极上电极上H2O转化为转化为H和和O2，发生氧化反应，则，发生氧化反应，则a电极为原电池电极为原电池的负极，的负极，A项错误；项错误；a电极为负极，电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，电极为正

12、极，外电路电流方向应从正极到负极，即即ba，B项错误；根据图示可知，项错误；根据图示可知，b电极上电极上O2得电子转化为得电子转化为H2O2，电极反应式为：，电极反应式为：O22e2H=H2O2，C项正确；项正确；a电极上每生成电极上每生成1 mol O2，转移，转移4 mol电子，则通电子，则通过质子交换膜的过质子交换膜的H为为4 mol，D项错误。项错误。答案答案C【方法技巧】【方法技巧】判断原电池正、负极的判断原电池正、负极的5种方法种方法B组考试能力过关组考试能力过关4.（2017上海化学）上海化学）对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（）对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（）A

13、.电子流入的一极为正极电子流入的一极为正极B.比较不活泼的一极为正极比较不活泼的一极为正极C.电子流出的一极为负极电子流出的一极为负极D.发生氧化反应的一极为正极发生氧化反应的一极为正极解析解析在原电池中正极为电子流入、性质不活泼、发生还原反应的一极，负极为电在原电池中正极为电子流入、性质不活泼、发生还原反应的一极，负极为电子流出、性质较活泼、发生氧化反应的一极，故子流出、性质较活泼、发生氧化反应的一极，故D错误。错误。答案答案D5.（天津理综）（天津理综）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

14、正确的是（）通过，下列有关叙述正确的是（）答案答案C6.（新课标全国（新课标全国）银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是（）液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是（）A.处理过程中银器一直保持恒重处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极，银器为正极，Ag2S被还原生成单质银被还原生成单质银C.该过程中总反应为该过程中总反应

15、为2Al3Ag2S=6AgAl2S3D.黑色褪去的原因是黑色黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色转化为白色AgCl解析解析本题要注意运用本题要注意运用“电化学原理电化学原理”这个关键词，由题干信息中这个关键词，由题干信息中Ag、Al、食盐溶液构、食盐溶液构成原电池的条件，成原电池的条件，Ag2S 是氧化剂，作正极，发生还原反应，是氧化剂，作正极，发生还原反应，B项正确。项正确。C项忽视了项忽视了Al2S3在水溶液中发生完全的双水解反应，正确的方程式应为在水溶液中发生完全的双水解反应，正确的方程式应为2Al3Ag2S6H2O=6Ag2Al（OH）33H2S。D项中黑色褪去的原因是项中黑色褪去的

16、原因是Ag2S被还原成了被还原成了Ag。答案答案B考点二化学电源考点二化学电源（频数：（频数：难度：难度：）化学电源知识是电化学中的难点，是我们高考热点题型新型化化学电源知识是电化学中的难点，是我们高考热点题型新型化学电源的知识源头，特别是燃料电池与充电电池更是重中之重，要熟练掌握介质对学电源的知识源头，特别是燃料电池与充电电池更是重中之重，要熟练掌握介质对半反应的影响及充电电池四个电极的关系。半反应的影响及充电电池四个电极的关系。1.一次电池一次电池（1）碱性锌锰干电池（图一）碱性锌锰干电池（图一）Zn2OH2e=Zn（OH）2（2）锌银电池（图二）锌银电池（图二）Zn2OH2e=Zn（OH

17、）22.二次电池二次电池2e=PbSO4(s)2e=PbSO4(s)2H2O(l)可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极的连接应符合：可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极的连接应符合：电池的负极与外加电源的负极相连作电解池的阴极；电池的正极与外加电源的正极电池的负极与外加电源的负极相连作电解池的阴极；电池的正极与外加电源的正极相连作电解池的阳极。如下图（板书）相连作电解池的阳极。如下图（板书）3.燃料电池燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种：氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种：2H24OH4e=4H2OO22H2O4e=4OH速查速测速查

18、速测1.（教材基础知识填空）（教材基础知识填空）（1）氢氧燃料电池以）氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将时间后，电解质溶液的浓度将（填（填“减小减小”、“增大增大”或或“不变不变”，下，下同），溶液的同），溶液的pH。（2）氢氧燃料电池以）氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将浓度将（填（填“减小减小”、“增大增大”或或“不变不变”，下同），溶液的，下同），溶液的pH。答案答案（1）减小减小（）减小减小（2）减小增大）减小增大放电时，放电时

19、，Fe为正极，为正极，Ni2O3为负极为负极充电时，阴极上的电极反应式是充电时，阴极上的电极反应式是Fe（OH）22e=Fe2OH充电时，充电时，Ni（OH）2为阳极为阳极蓄电池的电极必须是浸在某碱性溶液中蓄电池的电极必须是浸在某碱性溶液中A.B.C.D.答案答案D3.（思维探究题）（思维探究题）微型燃料电池是采用甲醇（质子交换膜）取代氢作燃料设计而成的，微型燃料电池是采用甲醇（质子交换膜）取代氢作燃料设计而成的，性能良好，有望取代传统电池，说出此微型燃料电池的优点，并写出电池的负极反性能良好，有望取代传统电池，说出此微型燃料电池的优点，并写出电池的负极反应。应。_ _答案优点：答案优点：电池

20、设计简单；电池设计简单；和传统充电电池比电池的能量密度高。和传统充电电池比电池的能量密度高。负极反应：负极反应：CH3OH6eH2O=CO26HA组基础知识巩固组基础知识巩固1.下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（）下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（）A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B.干电池在长时间使用后，锌筒被破坏干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.铅蓄电池工作过程中，每通过铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子

21、，负极质量减轻电子，负极质量减轻207 g解析解析干电池是一次电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属干电池是一次电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故于燃料电池，故A正确；在干电池中，正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，故作负极，被氧化，故B正确；氢氧燃料电池正确；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，故池是一种具有应用前景的绿色电源，故C正确；铅蓄电池工作过程中，硫酸铅是在负正确；铅蓄电池

22、工作过程中，硫酸铅是在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，故极上析出，该极质量应该增加而非减小，故D错误。错误。答案答案D2.（2019烟台模拟）烟台模拟）铅蓄电池的工作原理为：铅蓄电池的工作原理为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，研读下图，下列判断正确的是（）研读下图，下列判断正确的是（）答案答案B3.（传统锌锰干电池的改进）（传统锌锰干电池的改进）（2018北京大联盟联考）北京大联盟联考）由我国科学家研发成功的铝由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质

23、，铝和二氧化锰铝和二氧化锰石墨为两极，其电池反应为石墨为两极，其电池反应为Al3MnO23H2O=3MnO（OH）Al（OH）3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是（）。下列有关该电池放电时的说法不正确的是（）解析解析由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为Al（OH）3，A、B正确；阴离子移向负极，正确；阴离子移向负极，C错误；由反应中锰元素价态变化知错误；由反应中锰元素价态变化知D正确。正确。答案答案C【归纳反思】【归纳反思】书写电极反应式时的三个原则书写电极反应式时的三个原则1.共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形

24、式不同，所以电极反应式的共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中书写必须考虑介质环境。碱性溶液中CO2不可能存在，也不可能有不可能存在，也不可能有H参加反应；当参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有电解质溶液呈酸性时，不可能有OH参加反应。参加反应。2.得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加H2O（电解质为酸性时）或（电解质为酸性时）或OH（电解质为（电解质为碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加H2O（电解质为碱性或中性时）或（电解质为碱性或中性时）或H（电（电解

25、质为酸性时）。解质为酸性时）。3.中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。反应，其反应的最后产物是碱。BB组考试能力过关组考试能力过关4.（2015课标全国课标全国，11）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是（）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是（）A.正极反应中有正极反应中有CO2生成生成B.微生物促进了反应中电子的转

26、移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质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O解析解析由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2与与C6H12O6发生氧化发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，还原反应，将化学能转化为电能，B项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许许H通过，则正极反应为：通过，则正极反应为：O24e4H=2H2O，没有，没有CO2生成，生成，A项错误；负项错误；负极发生反应：极发生反应：C6

27、H12O624e6H2O=6CO224H，H在负极区生成，移向正极在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，区，在正极被消耗，C项正确；总反应为：项正确；总反应为：C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。项正确。答案答案A答案答案D6.（2015全国卷全国卷，26节选）节选）酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生放电过程产生MnOOH。该电池的正极反应式为该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为电池反应的离子方程式为_。维持电流强度为维持电流强度为0.5 A，电池工作，电池工作5分钟，理论上消耗锌分钟，理论上消耗锌g。（已知。（已知F96 500 Cmol1）答案答案MnO2He=MnOOH2MnO2Zn2H=2MnOOHZn20.05