高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題8 原電池 化學(xué)電源課件.ppt
專題8 原電池 化學(xué)電源,考點(diǎn)20 原電池原理 考點(diǎn)21 化學(xué)電源,考點(diǎn)20 原電池原理,600分考點(diǎn) 700分考法 考法1:原電池的判斷 考法2:原電池正負(fù)極的判斷 考法3:原電池電極反應(yīng)式的書寫 考法4:原電池原理的應(yīng)用,原電池原理 (1)原電池:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 (2)原電池的形成條件 能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。 兩個活動性不同的電極(燃料電池的兩個電極可以相同)。 形成閉合回路,需滿足三個條件:第一,存在電解質(zhì)溶液;第二,兩電極直接或間接接觸;第三,兩電極插入電解質(zhì)溶液。,原電池原理 (3)工作原理 圖甲和圖乙是銅鋅原電池裝置示意圖。 【說明】圖乙鹽橋中通常裝有含瓊膠的KCl飽和溶液。 鹽橋的作用:a.使整個裝置構(gòu)成通路,代替兩溶液直接接觸;b.平衡電荷;c.提高電池效率。,原電池原理 (4)導(dǎo)電粒子流向(如圖) 電子流向(外電路):負(fù)極導(dǎo)線正極(電流方向與電子流向相反)。 離子流向(內(nèi)電路):陰離子向負(fù)極移動,陽離子向正極移動。 【注意】無論在原電池中還是在電解池中,電子均不能通過電解質(zhì)溶液。,返回,考法1 原電池的判斷 1分析有無外接直流電源,有外接直流電源的為電解池,無外接直流電源的才可能為原電池。 2依據(jù)原電池的形成條件判斷。主要四看: (1)看電極:兩極為導(dǎo)體,且存在活動性差異; (2)看溶液:兩極插入溶液中; (3)看回路:形成閉合回路或兩極直接接觸; (4)看本質(zhì):看能否發(fā)生氧化還原反應(yīng),原電池反應(yīng)是總反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。,返回,考法2 原電池正、負(fù)極的判斷 【注意】金屬的活動性受所處的環(huán)境影響。如Mg、Al的活動性:在中性或酸性溶液中活動性MgAl;而在堿性溶液中,Al與OH反應(yīng),Mg不反應(yīng),所以,Mg與Al連線后放入NaOH溶液中,Al是負(fù)極,Mg是正極。Fe、Cu相連,浸入稀HNO3中,F(xiàn)e作負(fù)極,浸在濃HNO3中Cu作負(fù)極(Fe鈍化)。,返回,考法3 原電池電極反應(yīng)式的書寫 1用“三步法”書寫電極反應(yīng)式,考法3 原電池電極反應(yīng)式的書寫 2總反應(yīng)式法書寫電極反應(yīng)式 (1)書寫步驟 步驟一:寫出電池總反應(yīng)式,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(ne)。 步驟二:找出正、負(fù)極,失電子的電極為負(fù)極;確定溶液的酸堿性。 步驟三:寫電極反應(yīng)式。 負(fù)極反應(yīng):還原劑ne=氧化產(chǎn)物 正極反應(yīng):氧化劑ne=還原產(chǎn)物 (2)書寫技巧 若電極反應(yīng)式較難時,可先寫出較易的電極反應(yīng)式,用總反應(yīng)式減去較易的電極反應(yīng)式,即得較難的電極反應(yīng)式。,返回,考法4 原電池原理的應(yīng)用 1加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng),設(shè)計(jì)成原電池時,反應(yīng)速率增大. 2可用于比較金屬的活動性強(qiáng)弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時,一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。 3設(shè)計(jì)原電池 (1)根據(jù)一個氧化還原反應(yīng)的方程式,將其分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)。 (2)根據(jù)原電池反應(yīng)特點(diǎn),結(jié)合兩個半反應(yīng),選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液設(shè)計(jì)原電池。 (3)電解質(zhì)溶液的選擇:電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì),因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極 或電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì) (如溶液中溶解的氧氣)發(fā)生反應(yīng)。 (4)電極材料的選擇:原電池的電極必須能導(dǎo)電。負(fù)極一般能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng),容易失去電子,因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料。,考法4 原電池原理的應(yīng)用 4用于金屬的防護(hù) 使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。 例如:要保護(hù)一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等,可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連,使鋅作原電池的負(fù)極。,返回,考點(diǎn)21 化學(xué)電源,600分考點(diǎn) 700分考法 考法5:燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 考法6:可充電電池的反應(yīng)規(guī)律,1一次電池 (1)普通鋅錳干電池 鋅錳干電池是用鋅制圓筒形外殼作負(fù)極,位于中央的頂端蓋有銅帽的石墨作正極,在石墨周圍填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊作電解質(zhì),還填有MnO2和炭黑。其電極反應(yīng)如下:,1一次電池 (2)堿性鋅錳電池 堿性鋅錳電池的負(fù)極是Zn,正極是MnO2,電解質(zhì)是KOH,其電極反應(yīng)如下: (3)鋰電池 鋰電池是用金屬鋰作負(fù)極,石墨作正極,電解質(zhì)溶液由四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(SOCl2)中組成。其電極反應(yīng)如下:,2二次電池 (1)最常見的二次電池是鉛蓄電池,其正極覆蓋PbO2,負(fù)極覆蓋Pb,電解質(zhì)是H2SO4溶液。 (2)鉛蓄電池放電時的電極反應(yīng)式 (3)鉛蓄電池充電時的電極反應(yīng)式,3燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池,可分為酸性和堿性兩種:,返回,考法5 燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 燃料電池的總反應(yīng)往往相當(dāng)于燃料完全燃燒,但還要考慮燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否發(fā)生反應(yīng)。燃料電池中都是燃料在負(fù)極失電子,O2在正極得電子。 1書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時注意事項(xiàng) (1)若電解質(zhì)是酸性的,在電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH。 (2)若電解質(zhì)是堿性的,在電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H。,考法5 燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 2常見兩種燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 (1)甲烷氧氣燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 該電池將金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,在兩極上分別通入甲烷和氧氣。 (2)丁烷氧化物燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 該電池中導(dǎo)電離子是氧化物中的O2。,返回,考法6 可充電電池的反應(yīng)規(guī)律 1可充電電池有充電和放電兩個過程,放電是原電池反應(yīng),充電是電解池反應(yīng)。 2放電時的負(fù)極反應(yīng)和充電時的陰極反應(yīng)、放電時的正極反應(yīng)和充電時的陽極反應(yīng)在形式上互逆。 原電池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)都必須遵循原子守恒、電荷守恒和得失電子守恒。 【注意】可充電電池充電時原負(fù)極必然要發(fā)生還原反應(yīng)(生成原來消耗的物質(zhì)),即作陰極,連接電源的負(fù)極;同理,原正極連接電源的正極,作陽極。簡記為:負(fù)連負(fù),正連正。,返回,