高考化學一輪復習 3.1 原電池 化學電源課件.ppt

第三單元化學反應與能量 第1節(jié)原電池化學電源 3 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考點一原電池的工作原理及正負極判斷 落實基礎1 概念原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置 2 工作原理如圖以銅鋅原電池為例 1 在ZnSO4溶液中 鋅片逐漸溶解 即Zn被氧化 鋅原子失電子 形成Zn2 進入溶液 從鋅片上釋放出的電子 經(jīng)過導線流向Cu 溶液中的Cu2 從銅片上得電子 還原成為Cu并沉積在銅片上 2 電子流向 從負極流向正極 3 電流方向 從正極 Cu 流向負極 Zn 4 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 5 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考查角度一原電池的工作原理例1控制適合的條件 將反應設計成如圖所示的原電池 鹽橋裝有瓊脂 硝酸鉀溶液 靈敏電流計的0刻度居中 左右均有刻度 已知接通后 觀察到電流計指針向右偏轉 下列判斷正確的是 A 在外電路中 電子從石墨電極流向銀電極B 鹽橋中的K 移向乙燒杯C 一段時間后 電流計指針反向偏轉 越過0刻度 向左邊偏轉D 電流計指針居中后 往甲燒杯中加入一定量的鐵粉 電流計指針將向左偏轉 答案 解析 6 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 互動探究 1 把A選項改為 在內(nèi)電路中 電子從石墨電極流向銀電極 是否正確 改為 電流從石墨電極通過靈敏電流計到銀電極 然后通過鹽橋到石墨電極 是否正確 2 把B選項中的 K 改為 是否正確 撤掉鹽橋是否還能構成原電池 3 開始時 乙燒杯中發(fā)生的反應是氧化反應 填 氧化反應 或 還原反應 答案 1 不正確 電子不能通過電解質溶液 正確 從形成閉合回路 由定向移動的粒子形成電流的角度解答 2 正確 不能 7 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 方法指導我們在復習原電池的工作原理時要從兩個方面進行分析 1 閉合回路 閉合回路實質包含兩部分 導線中電子的流向和電解質溶液中陰陽離子的流向 兩部分共同構成一個完整的閉合回路 注意 無論在原電池還是在電解池中 電子均不能通過電解質溶液 導線中的電子 帶負電荷 是從負極流向正極 而原電池內(nèi)溶液中陰離子 帶負電荷 從正極流向負極 這樣才能形成閉合回路 2 氧化還原反應 負極發(fā)生失電子的氧化反應 正極發(fā)生得電子的還原反應 3 原電池的負極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù) 8 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考查角度二原電池正 負極的判斷例2下列有關原電池的說法中正確的是 A 在內(nèi)電路中 電子由正極流向負極B 在原電池中 相對較活潑的金屬作負極 不活潑的金屬作正極C 原電池工作時 正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D 原電池工作時 可能會伴隨著熱能變化 答案 解析 9 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 方法指導判斷原電池的正負極需抓住閉合回路和氧化還原反應進行分析 如圖 注意 原電池的正負極與電極材料的性質有關 也與電解質溶液有關 不要形成思維定式 活潑金屬一定作負極 10 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 1 2015全國 微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置 其工作原理如圖所示 下列有關微生物電池的說法錯誤的是 A 正極反應中有CO2生成B 微生物促進了反應中電子的轉移C 質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) 答案 解析 11 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 有關上述兩種電池說法正確的是 A 鋰離子電池放電時 Li 向負極遷移B 鋰硫電池充電時 鋰電極發(fā)生還原反應C 理論上兩種電池的比能量相同D 上圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 答案 解析 12 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考點二原電池原理的應用 落實基礎原電池在化工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學研究中的應用1 加快氧化還原反應速率一個自發(fā)的氧化還原反應 設計成原電池時反應速率增大 例如Zn與稀硫酸反應時加入少量的CuSO4溶液能使產(chǎn)生氫氣的速率加快 2 比較金屬活動性強弱金屬分別作原電池的兩極時 一般作負極的金屬活動性比正極的強 3 用于金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池的正極而得到保護 例如 保護鐵制輸水管或鋼鐵橋梁 可用導線將其和一塊鋅塊相連 使Zn作原電池的負極 13 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考查角度一原電池的設計例1已知電極材料 鐵 銅 銀 石墨 鋅 鋁 電解質溶液 CuCl2溶液 NaOH溶液 鹽酸 按要求回答下列問題 1 電工經(jīng)常說的一句口頭禪 銅接鋁 瞎糊弄 所以電工操作上規(guī)定不能把銅導線與鋁導線連接在一起使用 說明原因 2 通常說的燃料電池都以鉑為電極 將燃燒反應的化學能轉化為電能 在燃料電池中 可燃物在極反應 在另一極反應 14 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 3 請運用原電池原理設計實驗 驗證Cu2 Fe3 氧化性的強弱 請寫出電極反應 負極 正極 并在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖 答案 解析 15 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 方法指導設計制作化學電源 1 首先將氧化還原反應分成兩個半反應 2 根據(jù)原電池的反應特點 結合兩個半反應找出正負極材料和電解質溶液 電解質溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應 或者電解質溶液中溶解的其他物質能與負極發(fā)生反應 如溶解于溶液中的氧氣 但如果兩個半反應分別在兩個容器中進行 中間連接鹽橋 則兩個容器中的電解質溶液選擇與電極材料相同的陽離子 如在Cu Zn 硫酸構成的原電池中 負極Zn浸泡在含有Zn2 的電解質溶液中 而正極Cu浸泡在含有Cu2 的電解質溶液中 16 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考查角度二判斷金屬活動性例2 四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池 相連時 外電路電流從 流向 相連時 為正極 相連時 上有氣泡逸出 相連時 的質量減少 據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是 A B C D 答案 解析 17 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 解析 18 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 方法指導 1 原電池反應中 兩極材料本身不一定發(fā)生反應 如氫氧燃料電池中兩極本身不參與反應 參與反應的是H2和O2 2 可充電電池充電時應將可充電電池的負極接外電源的負極 正極接外電源的正極 3 原電池放電時 正負極質量有可能均增大 如鉛蓄電池放電時正極PbO2生成PbSO4 負極Pb生成PbSO4 正負極質量均增大 19 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 高考微題組 2015天津理綜 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 下列有關敘述正確的是 A 銅電極上發(fā)生氧化反應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 乙池溶液的總質量增加D 陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動 保持溶液中電荷平衡 答案 解析 20 原電池電極反應的書寫原電池電極反應的書寫是近幾年高考的重點 也是難點 出題形式常常給出信息讓我們書寫一些不常見的電極反應 所以同學們在復習本部分知識時 一定不要死記硬背一些電極反應 而要掌握方法 這樣才能以不變應萬變 注意 1 因為電極反應是氧化還原反應的一半 所以書寫時一定要與氧化還原型離子方程式書寫方法相聯(lián)系 2 電極反應一定是離子反應 21 22 23 24 25 26 2 非水溶液的電極反應書寫方法步驟與水溶液中類似 只是步驟4中改用題中所給陰 陽離子配平電荷 27 例2某汽車尾氣分析儀以燃料電池為工作原理測定CO的濃度 其裝置如圖所示 該電池中電解質為氧化釔 氧化鈉 其中O2 可以在固體介質NAMCON中自由移動 解析 28 3 分析實驗現(xiàn)象 判斷電極反應的正誤分析電極及電極區(qū)的pH及實驗現(xiàn)象時 要從電極反應入手 分析電解質溶液的pH及實驗現(xiàn)象時 要從電池反應入手 29 答案 解析 30 B 放電時 交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C 若用NaCl溶液代替鹽酸 則電池總反應隨之改變D 當電路中轉移0 01mole 時 交換膜左側溶液中約減少0 02mol離子 答案 解析 31 2 2015四川理綜 FeSO4在一定條件下可制得FeS2 二硫化亞鐵 納米材料 該材料可用于制造高容量鋰電池 電池放電時的總反應為 答案 解析 32 3 NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一 通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量 其工作原理示意圖如下 1 Pt電極上發(fā)生的是 填 氧化 或 還原 反應 2 寫出NiO電極的電極反應 答案 解析 33 2 1 3 4 6 5 考點一原電池的工作原理及正負極判斷1 銅鋅原電池裝置 如圖 下列分析正確的是 A 一段時間后兩燒杯中c Zn2 c Cu2 均減小B 原電池工作時 Cu電極流出電子 發(fā)生氧化反應D 鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂 其作用是傳遞電子 答案 解析 34 2 1 3 4 6 5 2 甲醇燃料電池體積小巧 潔凈環(huán)保 理論能量比高 已在便攜式通信設備 汽車等領域應用 某新型甲醇燃料電池的總反應為下圖是該燃料電池的示意圖 下列說法錯誤的是 A 燃料電池將化學能轉化為電能B a是甲醇 b是氧氣C 質子從M電極區(qū)穿過交換膜移向N電極區(qū) 答案 解析 35 4 3 1 2 6 5 3 某小組為研究原電池原理 設計如圖裝置 下列敘述正確的是 A 裝置 銅片上有O2逸出B 裝置 鋅片溶解 發(fā)生還原反應D 裝置 外電路中 電子從鋅電極流向銅電極 答案 解析 36 4 3 1 2 6 5 考點二原電池原理的應用4 下列有關說法正確的是 A PbO2具有氧化性和導電性 可用作鉛蓄電池負極材料B 鉛蓄電池放電過程中 正極質量增加 負極質量減小C 下圖表示Zn Cu原電池反應過程中的電流強度的變化 T時可能加入了H2O2D 鋅錳干電池石墨棒是正極 MnO2是氧化劑 鋅錳干電池是二次電池 可以反復充電 答案 解析 37 6 5 3 1 2 4 5 有A B C D E五塊金屬片 進行如下實驗 A B用導線相連后 同時浸入稀硫酸中 A極為負極 C D用導線相連后 同時浸入稀硫酸中 電流由D 導線 C A C相連后 同時浸入稀硫酸中 C極產(chǎn)生大量氣泡 B D相連后 同時浸入稀硫酸中 D極發(fā)生氧化反應 用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液 E先析出 據(jù)此 判斷五種金屬的活動性順序是 A A B C D EB A C D B EC C A B D ED B D C A E 答案 解析 38 6 5 3 1 2 4 6 如圖為鈉硫高能電池的結構示意圖 該電池的工作溫度為320 左右 電池反應為2Na xSNa2Sx 正極的電極反應為 M 由Na2O和Al2O3制得 的兩個作用是 與鉛蓄電池相比 當消耗相同質量的負極活性物質時 鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的倍 答案 解析