第六章第2讲原电池.ppt

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1、第第2 2讲原电池化学电源讲原电池化学电源知识梳理知识梳理题型构建题型构建考点一考点一I原电池及其工作原理原电池及其工作原理 把把 能转化为能转化为 能的装置。能的装置。1概念概念2工作原理工作原理化学化学电电盐桥的作用：CuZn知识梳理知识梳理题型构建题型构建考点一考点一I电极名称电极名称负极负极正极正极电极材料电极材料锌片锌片铜片铜片电极反应电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu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Zn沿导线流向沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥中离子移向盐桥含饱和盐桥含饱和KCl溶液，溶液，K移向正极，移向正极，Cl移向负极移向负极(3)三

2、看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。3原电池的构成条件原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。原电池及其工作原理原电池及其工作原理 知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组一原电池工作原理的考查题组一原电

3、池工作原理的考查B 你能通俗地表达一下什么是原电池吗？（口语化表述）你能通俗地表达一下什么是原电池吗？（口语化表述）知识梳理知识梳理题型构建题型构建D题组一原电池工作原理的考查题组一原电池工作原理的考查知识梳理知识梳理题型构建题型构建(3)(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。规避原电池工作原理的规避原电池工作原理的4 4个易失分点个易失分点(1)(1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。(2)(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动

4、，与导线中电子的定向移动共同电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。组成了一个完整的闭合回路。(4)(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。D 题组二原电池正、负极的判断题组二原电池正、负极的判断题组二原电池正、负极的判断题组二原电池正、负极的判断 B知识梳理知识梳理题型构建题型构建原电池正、负极判断方法原电池正、负极判断方法说明说明原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。液

5、有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。知识梳理知识梳理题型构建题型构建化学电源中电极反应式书写的一般程序化学电源中电极反应式书写的一般程序“加减法加减法”书写电极反应式书写电极反应式第第2 2讲讲【例例 7】 根据氧化还原反应：根据氧化还原反应：2Ag(aq) Cu(s) =Cu2(aq)2Ag(s) 设计的原电池如图设计的原电池如图Y所示，其中盐桥内装琼脂所示，其中盐桥内装琼脂饱和饱和KNO3溶液。溶液。 请回答下列问题：请回答下列问题： (1) 电极电极X 的材料是的材料是_ ；电解质溶液；电解质溶液Y是是_ (2)银电极为电池的银电极为电池的_极，写出两电极的电极反应式：极，写出两

6、电极的电极反应式： 银电极：银电极：_； X 电极：电极：_。 (3)外电路中的电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极。电极。 (4)盐桥中向盐桥中向 CuSO4溶液中迁移的离子是溶液中迁移的离子是_(填序号填序号)。 AK BNO3 C Ag D SO24 (5)其中其中 CuSO4溶液能否被溶液能否被 H2SO4(稀稀)溶液代替溶液代替_。 Ag电极能否被石墨代替电极能否被石墨代替_。 能能能能知识梳理知识梳理题型构建题型构建考点二考点二I原电池原理的应用原电池原理的应用一个一个 进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率 。例如，。例

7、如，在在Zn与稀与稀H2SO4反应时加入少量反应时加入少量CuSO4溶液能使产生溶液能使产生H2的反应速率加快。的反应速率加快。1用于金属的防护用于金属的防护例如例如:要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。块锌块相连，使锌作原电池的负极。使被保护的金属制品作原电池使被保护的金属制品作原电池 而得到保护。而得到保护。2设计制作化学电源设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。根

8、据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。3比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，两种金属分别作原电池的两极时，一般一般作作 的金属比作的金属比作 的金属活泼。的金属活泼。4加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率正极正极负极负极正极正极自发自发增大增大这种方法叫做这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法1电工经常说的一句口头禅：电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定，所以电工操作上规定不不 能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因：能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因： _ _。题

9、组训练原电池原理的应用题组训练原电池原理的应用铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路易造成电路断路Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2知识梳理知识梳理题型构建题型构建B 题组训练原电池原理的应用题组训练原电池原理的应用CAB知识梳理知识梳理题型构建题型构建(1)加入加入Cu或或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响不影响Zn的量，的量，但加入但加入CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生的量减少，是否影响产生H2的量，应根据的量，应根据Zn、H的相的相对量多少判断。对量

10、多少判断。改变改变Zn与与H反应速率的方法反应速率的方法(2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H反应，使反应，使c(H)减小，反应速率减小，减小，反应速率减小，但不影响产生但不影响产生H2的量。的量。知识梳理知识梳理题型构建题型构建考点三考点三I化学电源化学电源 1碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池一次电池一次电池Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。总反应式：总反应式：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；正极反应：正极反应： 。负极反应：负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)22锌银电池锌银电池一次电池一次电池 。Zn2OH2e=Zn(OH)2；负极反

11、应：负极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；正极反应：正极反应：总反应式：总反应式：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgPb PbO2 Pb2eSO =PbSO4 PbO22e4HSO =PbSO42H2O 2424(2)充电时的反应充电时的反应充电：正接正，负接负，电极反应式倒过写充电：正接正，负接负，电极反应式倒过写也符合：正正负负规律也符合：正正负负规律知识梳理知识梳理题型构建题型构建种类种类酸性酸性碱性碱性负极反应式负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式正极反应式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式电池总反应式2H2O2=2H2O氢

12、氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。4燃料电池燃料电池化学电源化学电源 思考思考：写出以乙烷、甲醇、肼等作燃料电池时，分别在碱性、酸写出以乙烷、甲醇、肼等作燃料电池时，分别在碱性、酸 性条件下的电极反应式性条件下的电极反应式 分别写出甲烷、一氧化碳在熔融的碳酸钠中作燃料电分别写出甲烷、一氧化碳在熔融的碳酸钠中作燃料电 池的电极反应式池的电极反应式知识梳理知识梳理题型构建题型构建1可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？答案知识梳理知识梳理题型构建题型构建PbO2

13、小小48Pb对换对换知识梳理知识梳理题型构建题型构建增大增大减小减小减小减小减小减小知识梳理知识梳理题型构建题型构建化学电源中电极反应式书写的一般程序化学电源中电极反应式书写的一般程序“加减法加减法”书写电极反应式书写电极反应式知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响题组二不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响CH48e2H2O=CO28H题组一题组二123知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响题组二不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响CH44O28e=CO22H2O题组一题组二123知识梳理知识梳理题型构建题型构建考

14、考点四点四I盐桥原电池的专题突破盐桥原电池的专题突破1盐桥的组成和作用盐桥的组成和作用(2)盐桥的作用：盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；连接内电路，形成闭合回路； 平衡电荷，使原电池不断产生电流。平衡电荷，使原电池不断产生电流。(1)盐桥中装有饱和的盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。等溶液和琼胶制成的胶冻。2单池原电池和盐桥原电池的对比单池原电池和盐桥原电池的对比知识梳理知识梳理题型构建题型构建考考点四点四I盐桥原电池的专题突破盐桥原电池的专题突破不同点：不同点：图图1中中Zn在在CuSO4溶液中直接接触溶液中直接接触Cu2，会有一部分，会有一部分Zn与与Cu2直直

15、接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。热能，装置的温度会升高。图图2中中Zn和和CuSO4溶液在两个池子中，溶液在两个池子中，Zn与与Cu2不直接接触，不存在不直接接触，不存在Zn与与Cu2直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。时间长。图图1和图和图2两装置的相同点：两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。正负极、电极反应、总反应、反应现象。负极：负极：Zn2e=Zn2正极：正极：

16、Cu22e=Cu总反应：总反应：ZnCu2=CuZn2关键点：关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组一有关原电池原理的考查题组一有关原电池原理的考查D 题组一有关原电池原理的考查题组一有关原电池原理的考查C 解析解析当杠杆为导体时，当杠杆为导体时，构成原电池，构成原电池，Fe作负极，作负极，Cu作正极，电极反应式作正极，电极反应式分别为分别为负极：负极：Fe2e=Fe2正极：正极：Cu22e=Cu铜球增重，铁球质量减轻，铜球增重，铁球质量减轻，杠杆杠杆A低低B高。高。题组二可逆反应与原电池的工

17、作原理题组二可逆反应与原电池的工作原理D 因为该电池反应是可逆的，两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。因为该电池反应是可逆的，两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。 2I2e=I2A 解析解析由题给原电池装置可知，电子经过导线，由由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向电极流向Fe电极，则电极，则O2在在Fe电极发生还原反应：电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯，烧杯a中中c(OH)增增大，溶液的大，溶液的pH升高。烧杯升高。烧杯b中，中，Zn发生氧化反应：发生氧化反应：Zn2e=Zn2。A 探究高考探究高考明确考向明确考向C 123456789探究高考探究

18、高考明确考向明确考向充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为Fe(OH)22e=Fe2OH，pH增大，增大，C错误；错误；充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正确。正确。C 123456789探究高考探究高考明确考向明确考向123456789探究高考探究高考明确考向明确考向123456789答案答案 A 探究高考探究高考明确考向明确考向N2H44OH4e=4H2ON2解析解析该燃料电池中该燃料电池中N2H4在负极发生氧化反应在负极发生氧化反应，其电极反应式为其电极反应式

19、为N2H44OH4e=4H2ON2。123456789探究高考探究高考明确考向明确考向123456789探究高考探究高考明确考向明确考向CH3OHH2O6e=CO26H3/2O26e6H=3H2O96.6% 123456789探究高考探究高考明确考向明确考向离子导电离子导电(导电或电导电或电4.5 123456789解质解质)和隔离钠与硫和隔离钠与硫 探究高考探究高考明确考向明确考向2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23Ag解析解析由铝电池原理图可知，由铝电池原理图可知，Al作负极，作负极，AgO/Ag作正极，电池反应式为作正极，电池反应式为2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH

20、2O。123456789H2O本讲内容结束本讲内容结束请请完成练出高分完成练出高分练出高分练出高分123456789101112131415练出高分练出高分D123456789101112131415练出高分练出高分C123456789101112131415练出高分练出高分D 123456789101112131415练出高分练出高分1234567891011121314解析解析A项，氧气在反应中被还原，所以石墨项，氧气在反应中被还原，所以石墨是正极，石墨是正极，石墨是负极，是负极，故不正确；故不正确；B项，项，Y是是NO2被氧化后的产物，则为被氧化后的产物，则为N2O5，故不正确；，故不正

21、确；D项，石墨项，石墨极上发生的是还原反应。极上发生的是还原反应。C 15练出高分练出高分1234567891011121314B 15练出高分练出高分123456789101112131415练出高分练出高分123456789101112131415答案答案 D 练出高分练出高分1234567891011121314解析解析该电池的总反应为该电池的总反应为Zn2Fe3=2Fe2Zn2，所以左烧杯，所以左烧杯Pt为为正极，电极反应为正极，电极反应为Fe3e=Fe2，右烧杯，右烧杯Zn为负极，电极反应为为负极，电极反应为Zn2e=Zn2。由于左烧杯中的。由于左烧杯中的Fe3被还原为被还原为Fe2

22、，所以左烧杯中溶液，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。的血红色逐渐褪去。B 15练出高分练出高分1234567891011121314D 15练出高分练出高分1234567891011121314A 15练出高分练出高分1234567891011121314D 15练出高分练出高分1234567891011121314正正 2H2e=H2负负 正正 15练出高分练出高分1234567891011121314增大电极单位面积吸附增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，的分子数，化学能转化为电能化学能转化为电能由由a到到bH22OH2e=2H2O可加快反应速率可加快反应速率15练出高分练出高分12

23、345678910111213148.6104LiH2O3215练出高分练出高分123456789101112131415练出高分练出高分12345678910111213142H2e=H2O22H2O4e=4OH铁铁15练出高分练出高分1234567891011121314金属铬易被稀硝酸金属铬易被稀硝酸15金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成H2钝化钝化练出高分练出高分123456789101112131415练出高分练出高分1234567891011121314乙乙a还原还原5Fe25e=5Fe30.5 15练出高分练出高分123456789101112131415练出高分练出高分1234567891011121314抑制硫酸亚铁的水解抑制硫酸亚铁的水解 电解质溶液电解质溶液15练出高分练出高分1234567891011121314V3e=V2升高升高Hacd15练出高分练出高分123456789101112131415