浙江省2018高考化學一輪復(fù)習 9 原電池工作原理化學電源課件 蘇教版

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1、第第9 9講原電池工作原理化學電源講原電池工作原理化學電源-2-3-4-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練1.原電池(1)原理圖解:-5-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練-6-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練(2)原電池的判斷方法:有外接電源的為電解池,無外接電源的可能為原電池。依據(jù)形成原電池的條件判斷。(3)原電池正負極的判斷:-7-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練(4)電極反應(yīng)式的書寫:一般電極反應(yīng)式的書寫思路:列物質(zhì)標得失負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)兩式加驗總式兩電極反應(yīng)相加,與總反應(yīng)對照驗證-8-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練含碳燃料電池電極反應(yīng)式的書寫:首先標出燃料中碳元素的化合價,計算出失去的電子數(shù),根據(jù)溶液的介質(zhì)

2、情況寫出生成物,并根據(jù)碳原子守恒寫出生成物的化學計量數(shù),若堿性介質(zhì)生成 ,若酸性介質(zhì)生成CO2;其次根據(jù)電荷守恒配平電極反應(yīng)式,電極反應(yīng)式左邊減去幾個電子就相當于左邊帶幾個單位正電荷,配平電荷的方法有:電極反應(yīng)式左邊加入帶負電荷的OH-以抵消左邊的正電荷數(shù)或右邊加入帶正電荷的H+以抵消右邊的負電荷數(shù),但要根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性選擇使用;最后用觀察法配平其他物質(zhì)。下面以堿性CH3OH燃料電池電極反應(yīng)式的書寫為例說明:-9-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練-10-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練2.常見的化學電源.一次電池(不能充電,不能反復(fù)使用):(1)銀鋅紐扣電池:銀鋅紐扣電池的電極分別為Ag2O和Zn,電解

3、質(zhì)溶液為KOH溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成Ag和Zn(OH)2,則Zn為原電池的負極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2;Ag2O為原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-;電池反應(yīng)方程式為Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag。 -11-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練(2)堿性鋅錳干電池:堿性鋅錳干電池比普通鋅錳干電池性能優(yōu)越,能量大,能提供較大電流并連續(xù)放電。其負極是Zn,正極是MnO2,電解質(zhì)是KOH。 -12-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練.二次電池(可充電,可多次重復(fù)使用):如鉛蓄電池:電解質(zhì)是硫酸(1)放電時:(2

4、)充電反應(yīng)為電解過程,是放電反應(yīng)的逆過程: -13-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練3.金屬的腐蝕與防護(1)金屬的腐蝕:-14-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練(2)鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕: -15-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練注意:對于吸氧腐蝕,生成的Fe(OH)2進一步被O2氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3脫去一部分水生成Fe2O3nH2O,它就是鐵銹的主要成分;對于析氫腐蝕,如果鋼鐵表面水膜的酸性較弱,隨著氫氣的析出,水膜的pH上升,Fe2+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2繼續(xù)與空氣中的O2作用,生成Fe(OH)3,進而形成鐵銹。-16-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練(3)金屬的防護:改變金

5、屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使其成為防腐蝕金屬,如制成不銹鋼等。 加防護層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。電化學防護:a.犧牲陽極的陰極保護法原電池原理 (a)正極(陰極):被保護的金屬設(shè)備 (b)負極(陽極):比被保護的金屬活潑的金屬 b.外加電流的陰極保護法電解原理 (a)陰極:被保護的金屬設(shè)備 (b)陽極:惰性電極 -17-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練注意:金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子而被氧化,從而發(fā)生腐蝕損耗。-18-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練難點釋疑如何書寫燃料電池電極反應(yīng)式?提示:對于燃料電池來說,首先可寫出其總反應(yīng)式,然后分析正極的電極反應(yīng)式,要特別關(guān)注反應(yīng)環(huán)境,因為電

6、解質(zhì)中的H+或OH-參與反應(yīng),所以電解質(zhì)的性質(zhì)不同,電極反應(yīng)式也往往不同。如:(1)氫氧燃料電池用酸性電解質(zhì)時:-19-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練用NaOH(aq)等堿性溶液作電解質(zhì)溶液時: -20-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練注意:相同的燃料,在不同介質(zhì)中發(fā)生的燃料電池反應(yīng),其電極反應(yīng)式不同。1.(201610浙江選考)在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水,放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總化學方程式:2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2,Fe(OH)2進一步被氧氣氧化為Fe(OH)3,再在一定條件下脫水生成鐵銹,其原理如圖。下列說法正確的是()A.鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B

7、.鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域C.鐵片腐蝕中負極發(fā)生的電極反應(yīng):2H2O+O2+4e- 4OH-D.鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池,發(fā)生了電化學腐蝕-21-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練 答案 答案關(guān)閉D-22-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練2.(20164浙江選考)Mg-H2O2電池是一種化學電源,以Mg和石墨為電極,海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如下。下列說法不正確的是()A.石墨電極是該電池的正極B.石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)C.Mg電極的電極反應(yīng)式:Mg-2e- Mg2+D.電池工作時,電子從Mg電極經(jīng)導線流向石墨電極,再從石墨電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向Mg電極 答案 答案關(guān)閉D-23-基礎(chǔ)梳

8、理感悟選考對點訓練3.(201510浙江選考)如圖所示進行實驗,下列說法不正確的是()A.裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生B.甲、乙裝置中的能量變化均為化學能轉(zhuǎn)化為電能C.裝置乙中的鋅、銅之間用導線連接電流計,可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.裝置乙中負極的電極反應(yīng)式:Zn-2e- Zn2+ 答案 答案關(guān)閉B-24-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練1.(2016浙江理綜)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點,有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為:4M+nO2+2nH2O 4M(OH)n。已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上

9、能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()-25-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式:4Mn+nO2+2nH2O+4ne- 4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-26-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練2.據(jù)報道,以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為+3價)和H2O2作原料的燃料電池,負極材料采用Pt/C,正極材料采用MnO2

10、,可用作空軍通信衛(wèi)星電源,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.電池放電時Na+從a極區(qū)移向b極區(qū)B.每消耗3 mol H2O2,轉(zhuǎn)移的電子為3 molC.電極a采用MnO2,MnO2既作電極材料又有催化作用 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-27-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練3.完成下列問題:(1)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示,其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。外電路的電流方向是由極流向極(填字母)。 電池正極反應(yīng)式為。 -28-基礎(chǔ)梳理感悟選考對點訓練是否可用水代替電池中的混合有機溶劑?

11、(填“是”或“否”),原因是。 (2)二甲醚(CH3OCH3)直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點。若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應(yīng)為。 (3)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為,該電池總反應(yīng)的離子方程式為。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-29-忽視判斷原電池的實質(zhì) 根據(jù)形成原電池的條件,下列對原電池的判斷,正確的是()A.用多孔石墨電極、H2、O2不能形成原電池B.銅、石墨棒用導線連接后,插入盛有稀硫酸的燒杯中,可構(gòu)成原電池C.銅

12、、石墨棒用導線連接后,插入盛有FeCl3溶液的燒杯中,可構(gòu)成原電池D.常溫下,鐵、鋁用導線連接后,插入盛有濃硝酸的燒杯中,可構(gòu)成原電池-30-錯因剖析:本題極易忽視構(gòu)成原電池的兩個電極中至少有一個電極能與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)這個重要條件,只關(guān)注兩個活潑性不同的電極以及電解質(zhì)溶液,于是錯選B。正確解答:燃料電池的兩個電極材料可以相同,B中物質(zhì)不能發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能形成原電池。D中,常溫下,鐵與鋁都能與濃硝酸發(fā)生鈍化,不能形成原電池。答案:C糾錯筆記對于氫氧燃料電池,兩個電極的活動性可以相同,如都使用鉑電極、多孔石墨電極等,不能一味地強調(diào)兩個電極的活潑性不同。另外,一般情況下,至少應(yīng)有一個電

13、極能與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),才可形成原電池。-31-23416751.(201610稽陽聯(lián)考)某原電池裝置如圖所示,下列有關(guān)說法不正確的是()A.鋅是該電池的負極B.鋅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.銅電極的電極反應(yīng)式為2H+2e- H2D.若將電解質(zhì)溶液換成AgNO3溶液,兩電極的反應(yīng)式均發(fā)生改變 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-32-23416752.鋼鐵防腐方法有許多種,右圖是其中的一種方法,描述正確的是()A.圖中所示是犧牲陽極的陰極保護法B.鐵閘門作陰極,發(fā)生還原反應(yīng)C.電子流向:a鐵閘門輔助電極bD.輔助電極上的反應(yīng):O2+2H2O+4e- 4OH- 答案解析解析關(guān)閉題中表示的是外加電

14、流的陰極保護法,鐵閘門作陰極,A項錯誤,B項正確;在海水中沒有電子的移動,只有離子的移動,C項錯誤;輔助電極作陽極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),D項錯誤。 答案解析關(guān)閉B-33-23416753.某原電池裝置如下圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2 2AgCl。下列說法正確的是()A.正極反應(yīng)為AgCl+e- Ag+Cl-B.放電時,交換膜右側(cè)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(yīng)隨之改變D.當電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時,交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-34-23416754.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池

15、,該電池中正極的電極反應(yīng)式為: 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-35-23416755.Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如右。該電池工作時,下列說法正確的是()A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正極移動 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-36-23416756.依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題。(1)電極X的材料是;電解質(zhì)溶液Y是。 (2)銀電極為電池的極,發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為。 (3)外電路中的電子是從電極流向電極。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-37-23416757.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右:(1)Pt電極上發(fā)生的是(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。 (2)寫出NiO電極的電極反應(yīng)式: 。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉