高三化學復(fù)習原電池 化學電源PPT課件

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1、第1頁/共40頁 考綱定標1了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池 總反應(yīng)式。2了解常見化學電源的種類及其工作原理。第2頁/共40頁 熱點定位1原電池的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫。2了解常用化學電源的構(gòu)造及新型電源的工作原理， 尤其是可充電電池的充放電過程。3根據(jù)所給自發(fā)進行的反應(yīng)設(shè)計原電池，并能繪制 裝置圖。第3頁/共40頁1理解原電池概念的2個方面：(1)能量轉(zhuǎn)化：化學能轉(zhuǎn)化為電能；(2)反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)。2掌握原電池的兩極反應(yīng)類型：(1)負極：發(fā)生氧化反應(yīng)；(2)正極：發(fā)生還原反應(yīng)。第4頁/共40頁3熟記原電池構(gòu)成的3個條件：(1)兩個活潑性不同的電極(常見為金屬或石墨)；(

2、2)兩電極插入電解質(zhì)溶液中；(3)形成閉合回路。4明確原電池原理的4個應(yīng)用：(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率；(2)比較金屬活動性強弱；(3)用于金屬的防護；(4)制作化學電源。第5頁/共40頁第九章第一節(jié)抓基礎(chǔ)析考點提能力第6頁/共40頁第7頁/共40頁一、原電池的工作原理一、原電池的工作原理 有下述裝置：有下述裝置：第8頁/共40頁 其中能形成原電池的是其中能形成原電池的是 ，該原電池工作時，負極發(fā)，該原電池工作時，負極發(fā)生生 ，電極反應(yīng)式為，電極反應(yīng)式為 ；正極發(fā)；正極發(fā)生生 ，電極反應(yīng)式為，電極反應(yīng)式為 ；電池總；電池總反應(yīng)式為反應(yīng)式為 。B氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Cu2e=Cu22Ag2e=2A

3、gCu2Ag=Cu22Ag第9頁/共40頁二、常見化學電源1一次電池(堿性鋅錳電池)反應(yīng)原理：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH。負極反應(yīng)： 。正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH。2二次電池(鉛蓄電池)反應(yīng)原理：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。負極反應(yīng)： 。正極反應(yīng)：。Zn2OH2e=Zn(OH)2PbO24HSO2e=PbSO42H2O第10頁/共40頁3 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。酸性酸性堿性堿性負極反應(yīng)式負極反應(yīng)式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式O24H4e=2H2O

4、O22H2O4e=4OH電池總反應(yīng)式電池總反應(yīng)式2H2O2=2H2O第11頁/共40頁第12頁/共40頁1 1正、負極的判斷正、負極的判斷第13頁/共40頁2.電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫( (1) )一般電極反應(yīng)式的書寫：一般電極反應(yīng)式的書寫：第14頁/共40頁(2)(2)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫：第15頁/共40頁特別提醒特別提醒（1）原電池正、負極的判斷基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)，如果給）原電池正、負極的判斷基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)，如果給 出一個化學方程式判斷正、負極，可以直接根據(jù)化合價出一個化學方程式判斷正、負極，可以直接根據(jù)化合價 的升降來判斷。發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負極，發(fā)生還原的升降來判斷。發(fā)

5、生氧化反應(yīng)的一極為負極，發(fā)生還原 反應(yīng)的一極為正極。反應(yīng)的一極為正極。（2）當兩電極都與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時，活潑的電極作負極，）當兩電極都與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時，活潑的電極作負極， 不活潑的電極作正極；當只有一極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時，不活潑的電極作正極；當只有一極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時， 與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的電極作負極，另一極作正極。與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的電極作負極，另一極作正極。第16頁/共40頁例例1（2011新課標高考）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電新課標高考）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列。下列有關(guān)該電池的說法

6、不正確的是有關(guān)該電池的說法不正確的是（ ）A.電池的電解液為堿性溶液，正極為電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為、負極為FeB.電池放電時，負極反應(yīng)為電池放電時，負極反應(yīng)為 Fe+2OH-2e- = Fe(OH)2C.電池充電過程中，陰極附近溶液的電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低降低D.電池充電時，陽極反應(yīng)為電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH-2e- =Ni22O3+3H2O.第17頁/共40頁解析解析本題考查充電電池的有關(guān)知識，意在考查考生對充本題考查充電電池的有關(guān)知識，意在考查考生對充電電池正負極的判斷及書寫電極反應(yīng)的能力。在鐵鎳蓄電池電電池正負極的判斷及書寫

7、電極反應(yīng)的能力。在鐵鎳蓄電池中，中，F(xiàn)e是負極，是負極，Ni2O3是正極，由于生成是正極，由于生成Fe(OH) 2,則電解液則電解液為堿性溶液，故為堿性溶液，故A正確；電池放電時，負極反應(yīng)為：正確；電池放電時，負極反應(yīng)為： Fe+2OH-2e- = Fe(OH)2 ，故，故B正確；電池充電時，陰極反正確；電池充電時，陰極反應(yīng)式為：應(yīng)式為： Fe(OH)2 + 2e- = Fe+2OH-，陰極附近溶液，陰極附近溶液pH升升高，故高，故C錯誤；由充電時的總反應(yīng)式減去陰極反應(yīng)式，可得錯誤；由充電時的總反應(yīng)式減去陰極反應(yīng)式，可得到陽極反應(yīng)式，到陽極反應(yīng)式，D正確。正確。答案答案 C第18頁/共40頁可

8、充電電池充電時的電極接法第19頁/共40頁1雙選題雙選題(2010廣東高考廣東高考)銅鋅原電池(如圖)工作時，下列 敘述正確的是()第20頁/共40頁A正極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2B電池反應(yīng)為：ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從負極流向正極D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液第21頁/共40頁解析解析：本題考查原電池，意在考查考生對原電池工作原理的本題考查原電池，意在考查考生對原電池工作原理的分析能力。該電池中分析能力。該電池中Zn為負極，電極反應(yīng)為：為負極，電極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2，Cu為正極，電極反應(yīng)為：為正極，電極反應(yīng)為：Cu22e=Cu，A項錯誤；電池總反應(yīng)為：項錯誤；電池總反應(yīng)

9、為：ZnCu2=Zn2Cu，B項正項正確；原電池工作時，外電路中電子由負極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正確；原電池工作時，外電路中電子由負極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極，極，C項正確；負極上由于項正確；負極上由于Zn放電，放電，ZnSO4溶液中溶液中Zn2的濃的濃度增大，故鹽橋中的度增大，故鹽橋中的Cl移向移向ZnSO4溶液，溶液，D項錯誤。項錯誤。答案：BC第22頁/共40頁2(2011海南高考海南高考)一種充電電池放電時的電極反應(yīng)為H22OH2e=2H2ONiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OH當為電池充電時，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是()AH2O的還原BNiO(OH)的還原CH2的氧化 DNi(OH

10、)2的氧化第23頁/共40頁解析：由題中給出的電極反應(yīng)可判斷出做原電池時，H2是還原劑被氧化，NiO(OH)是氧化劑被還原，則充電時H2是還原產(chǎn)物，NiO(OH)是氧化產(chǎn)物，與外電源正極相連的是陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以“Ni(OH)2的氧化”正確。答案：D第24頁/共40頁1 1加快氧化還原反應(yīng)的速率一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率增大。例如，在ZnZn與稀硫酸反應(yīng)時加入少量CuSOCuSO4 4溶液能使產(chǎn)生H H2 2的反應(yīng)速率加快。2 2比較金屬活動性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。第25頁/共40頁3 3用于金屬的防護使被保護的金屬制

11、品作原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵制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，使鋅作原電池的負極。4 4設(shè)計制作化學電源 設(shè)計原電池時要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是：(1)(1)首先將已知的氧化還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)；(2)(2)根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、 負極材料及電解質(zhì)溶液。第26頁/共40頁電極材料的選擇：電極材料的選擇：在原電池中，選擇還原性較強的物質(zhì)作為負極；氧化性較強在原電池中，選擇還原性較強的物質(zhì)作為負極；氧化性較強的物質(zhì)作為正極，并且，原電池的電極必須導(dǎo)電，負極必須的物質(zhì)作為正極，并且，原電池的電極必須導(dǎo)電，負極必須能夠與電解質(zhì)溶

12、液或其中溶解的物質(zhì)反應(yīng)。能夠與電解質(zhì)溶液或其中溶解的物質(zhì)反應(yīng)。電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)電解質(zhì)溶液或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)(如空氣中的如空氣中的氧氣氧氣)能與負極發(fā)生反應(yīng)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容能與負極發(fā)生反應(yīng)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行器中進行(中間連接鹽橋中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽離子。如在銅應(yīng)選擇與電極材料相同的陽離子。如在銅-鋅構(gòu)成的原電池鋅構(gòu)成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2的電解質(zhì)溶液中，而正極金的電解質(zhì)溶液中

13、，而正極金屬銅浸泡在含有屬銅浸泡在含有Cu2的電解質(zhì)溶液中。的電解質(zhì)溶液中。第27頁/共40頁(3)(3)按要求畫出原電池裝置圖。如：原理原理裝置圖裝置圖化學反應(yīng)：化學反應(yīng)：CuCl2Fe=FeCl2Cu電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：負極：負極：Fe2e=Fe2正極：正極：Cu22e=Cu第28頁/共40頁特別提醒特別提醒(1)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)不一定都能設(shè)計成原電池，自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)不一定都能設(shè)計成原電池， 如如Cl22NaOH=NaClNaClOH2O等。等。(2)判斷電極時，不能簡單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要看判斷電極時，不能簡單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要看 反應(yīng)的具體情況，如反應(yīng)的

14、具體情況，如在強堿性溶液中在強堿性溶液中Al比比Mg更易失去電更易失去電 子，子，Al作負極，作負極，Mg作正極；作正極；Fe、Al在濃硝酸中鈍化后，在濃硝酸中鈍化后， 比比Cu等金屬更難失去電子，等金屬更難失去電子，Cu等金屬作負極，等金屬作負極，F(xiàn)e、Al作正作正 極。極。(3)原電池中的電解質(zhì)溶液不一定參與反應(yīng)，如燃料電池，水原電池中的電解質(zhì)溶液不一定參與反應(yīng)，如燃料電池，水 中一般要加入中一般要加入NaOH、H2SO4等。等。第29頁/共40頁例例2原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請回原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請回答以下問題：答以下問題：(1)肼肼(N2H4)又稱

15、聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。肼料。肼空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無污染，空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無污染，電解質(zhì)溶液是電解質(zhì)溶液是20%30%的的KOH溶液。肼溶液。肼空氣燃料電池空氣燃料電池放電時：正極的電極反應(yīng)式是放電時：正極的電極反應(yīng)式是_；負；負極的電極反應(yīng)式是極的電極反應(yīng)式是_。第30頁/共40頁(2)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HClNH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫出該電池的正極反應(yīng)式_。(3)請運用原電池原理設(shè)計實驗，驗證Cu2、Fe3氧化性的強弱。請畫出實驗

16、裝置圖并寫出電極反應(yīng)式。第31頁/共40頁 解析解析 (1)(1)氧氣在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，氧氣在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，肼在負極上被氧化轉(zhuǎn)化為無污染的氮氣和水。肼在負極上被氧化轉(zhuǎn)化為無污染的氮氣和水。(2)(2)相當于氮氣和氫氣先合成氨，然后與鹽酸反應(yīng)生成氯相當于氮氣和氫氣先合成氨，然后與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨。化銨。(3)(3)三價鐵離子能夠氧化銅生成銅離子，從而設(shè)計成原電三價鐵離子能夠氧化銅生成銅離子，從而設(shè)計成原電池證明該結(jié)論。池證明該結(jié)論。第32頁/共40頁第33頁/共40頁3(2011德州模擬德州模擬)下列說法正確的是下列說法正確的是() A構(gòu)成原電池正極和負極

17、的材料必須是金屬構(gòu)成原電池正極和負極的材料必須是金屬 B在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被 還原還原 C實驗室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀實驗室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀H2SO4 反應(yīng)反應(yīng) D原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能第34頁/共40頁答案：C解析：構(gòu)成原電池的材料可以是非金屬，如碳棒；電子流出的極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)；粗鋅可與稀H2SO4構(gòu)成原電池加速反應(yīng)的進行；原電池反應(yīng)后，電極產(chǎn)物仍會具有一定的能量，故原電池不能把物質(zhì)中的能量全部轉(zhuǎn)化為電能。第35頁/共40頁4 4(2011(

18、2011邢臺一模邢臺一模) )工業(yè)上利用氫氣在氯氣中燃燒，所得工業(yè)上利用氫氣在氯氣中燃燒，所得 產(chǎn)物再溶于水的方法制得鹽酸，流程復(fù)雜且造成能量浪產(chǎn)物再溶于水的方法制得鹽酸，流程復(fù)雜且造成能量浪 費，有人設(shè)想利用原電池原理直接制備鹽酸，下列說法費，有人設(shè)想利用原電池原理直接制備鹽酸，下列說法 正確的是正確的是 ( () )第36頁/共40頁A假設(shè)這種想法可行，則可能在制取鹽酸的同時， 獲取電能B負極材料用鋅，正極材料用石墨，用氫氧化鈉作 電解質(zhì)溶液C通入氫氣的電極為原電池的正極D電解質(zhì)溶液中的陰離子向通氯氣的電極移動第37頁/共40頁解析解析：該原電池應(yīng)用惰性電極，氫氣通入負極區(qū)，氯氣通該原電池應(yīng)用惰性電極，氫氣通入負極區(qū)，氯氣通入正極區(qū)，稀鹽酸作電解質(zhì)溶液，入正極區(qū)，稀鹽酸作電解質(zhì)溶液，B、C項錯誤；在原電項錯誤；在原電池中，陽離子向正極區(qū)移動，陰離子向負極區(qū)移動，池中，陽離子向正極區(qū)移動，陰離子向負極區(qū)移動，D項項錯誤。錯誤。答案答案：A第38頁/共40頁第39頁/共40頁感謝您的觀看。第40頁/共40頁