_高考化学第一轮考点突破复习课件17.ppt

《_高考化学第一轮考点突破复习课件17.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《_高考化学第一轮考点突破复习课件17.ppt（52页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第2节,原电池化学电源,1了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方,程式。,2了解常见化学电源的种类及其工作原理。, 回归教材 一、原电池的工作原理,甲,乙,化学能转化为电能,活动性不同的金属,失,氧化反应,得,还原反应,(续表),Zn2e=Zn2,2H2e=H2,负极,正极,正极,负极,正极,负极,直接接触,闭合回路,电中性,二、化学电源,1一次电池：不能充电，不能反复使用。,Zn2OH2e =Zn(OH)2,ZnAg2OH2O= Zn(OH)22Ag,2.二次(可充)电池：可充电，可多次重复使用。如铅蓄电池：,3.燃料电池：燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化 学能直接转换成电能

2、的化学电池，工作时，燃料和氧化剂连续 地由外部供给。燃料电池的燃料可以是氢气、烃、肼、甲醇、 氨、煤气等多种液体或气体。如氢氧燃料电池：,O24H4e=2H2O,O22H2O4e=4OH,2H24e=4H,2H24e4OH=4H2O, 自主测评 1(2013 年安徽高考)热激活电池可用作火箭、导弹的工作 电源。一种热激活电池的基本结构如下图所示，其中作为电解 质的无水 LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电 能。该电池总反应式为：PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4,Pb。下列有关说法正确的是(,)。,A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2 B放电过程中，Li向负极

3、移动 C每转移 0.1 mol 电子，理论上生成 20.7 g Pb D常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转,动，B 错误；每转移0.1 mol 电子，理论上生成0.05 mol Pb，质 量为10.35 g，C 错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能 移动，不能产生电流，故指针不偏转，D 正确。 答案：D,解析：正极发生还原反应，电极方程式为：PbSO42e=PbSO ，A错误；放电过程为原电池，阳离子向正极移,2(2011 年福建高考)锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备 电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以 LiOH 为电解质，,(,)。 A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正

4、极上有氢气生成 C放电时 OH向正极移动 D总反应式为：2Li2H2O=2LiOHH2,答案：C,解析：在反应中氢元素的化合价降低，因此H2O作氧化剂，同时又起到溶剂的作用, A正确; 放电时正极反应为2H2O2e=2OHH2，B正确；正极周围聚集大量OH，因此溶液中的阳离子Li向正极移动，负极周围聚集大量Li，因此溶液中的阴离子OH向负极移动，C错误；根据题给信息知锂水电池的总反应式为：2Li2H2O=2LiOHH2，D正确。,HCOOH 的原理示意图，下列说法不正确的是(,3(2012 年北京高考)人工光合作用能够借助太阳能，用 CO2 和 H2O 制备化学原料。下图是通过人工光合作用制

5、备,)。,A该过程是将太阳能转化为化 学能的过程 B催化剂 a 表面发生氧化反应， 有O2 产生 C催化剂 a 附近酸性减弱，催化剂 b 附近酸性增强 HCOOH,. . .,D催化剂b表面发生的反应是：CO22H2e=,=4HO2，可见在催化剂a上有O2产生，因同时生成H，,使催化剂a附近酸性增强，所以可知B正确，C错误；H透过,解析：由题干叙述知该过程利用太阳能使CO2 与H2O 转化 为HCOOH，实现了太阳能转化为化学能的过程，A 正确；利 用图示中电子转移可知催化剂a 表面发生反应：2H2O 4e ,质子交换膜到达催化剂b 处与CO2 发生反应：CO22H2e =HCOOH，D 正确

6、。,答案：C,4(2012年四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设计的 酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH4eH2O= CH3COOH4H。下列有关说法正确的是()。 A检测时，电解质溶液中的H向负极移动 B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OHO2= CH3COOHH2O D正极上发生的反应为：O24e2H2O=4OH,解析：结合题意，该电池总反应即是乙醇的氧化反应，不,消耗H，故负极产生的H应向正极移动，A 错误；酸性溶液 中，正极电极反应式为：O24e4H=2H2O，D 错误；结 合D 项，转移0.4 mol 电

7、子时，消耗O2 0.1 mol，即标况下的体 积为2.24 L，B 错误。,答案：C,)。,5分析下图所示的四个原电池装置，结论正确的是( A(1)(2)中 Mg 作负极，(3)(4)中 Fe 作负极,B(2)中Mg作正极，电极反应式为：6H2O6e=6OH 3H2 C(3)中Fe作负极，电极反应式为：Fe2e=Fe2 D(4)中Cu作正极，电极反应式为：2H2e=H2,解析：(1)中Mg 作负极；(2)中Al 作负极，发生的总反应 为：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，Mg 不与NaOH 反应；(3)中铁遇浓硝酸钝化，Cu 与浓硝酸反应，Cu4HNO3(浓) =Cu(NO3)2

8、2NO22H2O； (4)中铁作负极，为中性环境， 发生吸氧腐蚀。,答案：B,重点一,原电池电极的确定,原电池电极材料的几种情况：活性不同的两种金属材料电 极，如铜锌原电池中的铜锌；金属与非金属材料电极，如锌 锰干电池中的锌炭；金属与化合物材料电极，如铅蓄电池中 的铅氧化铅；惰性电极材料电极，如氢氧燃料电池中的石墨 或金属铂。,1根据电极材料确定：对于金属金属电极，通常较活 泼的金属是负极，较不活泼的金属是正极，如原电池： ZnCuCuSO4 中，Zn 作负极，Cu 作正极；对于金属非 金属电极，金属作负极，非金属作正极；对于金属化合物 电极，金属作负极，化合物作正极。,2根据电极反应确定：原

9、电池中，负极发生氧化反应，正,极发生还原反应。,3根据电极现象确定：若电极不断溶解或质量不断减少， 该电极发生氧化反应，通常为原电池的负极；若原电池电极上 有气体生成、电极质量不断增加或不变，该电极发生还原反应， 通常为原电池的正极。,4根据移动方向判断：电子流动方向是由负极流向正极， 电子流出的一极为负极，流入的一极为正极；电流是由正极流 向负极，电流流出的一极为正极，流入的一极为负极；在原电 池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。,【例1】高铁电池是一种新型的可充电电池，与普通电池 相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总,反应为：3Zn 2K2FeO4 8H2O

10、,3Zn(OH)2 2Fe(OH)3,4KOH。请回答下列问题： (1)高铁电池的负极材料是_。 (2)放电时，正极发生_(填“氧化”或“还原”)反 应；已知负极反应为：Zn2e2OH=Zn(OH)2，则正极反 应为_。 (3)放电时，_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱 性增强。,解析：电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。 由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂 的Zn。由电池的总反应方程式和负极反应式可得出正极反应式 碱性增强。,重点二,原电池反应式的书写,书写原电池的电极反应式时，首先要根据原电池的工作原 理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产

11、物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。 1书写步骤,2书写方法,3实例分析,【例2】可以将氧化还原反应 2H2O2=2H2O 设计成原,电池。,(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极 通入的气体是_，正极通入的气体是_，电极反 应式为：正极_，负极_。 (2)如把 KOH 改为稀硫酸作电解质，则电极反应式为：正,极_，负极_。,(3)(1)和(2)的电解质溶液不同，反应进行后，其溶液的 pH,各有何变化？_。,(4)如把 H2 改为甲烷，KOH 溶液作电解质溶液，则电极反 应式为：正极_，负极_。,解析：(1)根据电池反应式可知在反应中H2被氧化，O2被还原。H2应该在负

12、极上反应，O2应该在正极上反应，又因为是碱性溶液，不可能有H参加或生成，故负极的电极反应为：H22OH2e=2H2O，正极的电极反应为：O22H2O4e=4OH。(2)若将导电物质换为酸性溶液，此时应考虑不可能有OH生成，故负极的电极反应为：H22e= 2H，正极的电极反应为：O24H4e=2H2O。(3)由于前者在碱性条件下反应，KOH的量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而后者为酸溶液，H2SO4的量不变，H2O增多，故溶液变稀，pH将变大。(4)如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解质，则正极为2O24H2O8e=8OH，此时不会有CO2放出；负极为CH410OH=CO7H2

13、O8e。,答案：(1)H2O2O22H2O4e=4OH H22OH2e=2H2O (2)O24H4e=2H2OH22e= 2H (3)前者变小，后者变大 (4)2O24H2O8e=8OH CH410OH8e=CO7H2O,【拓展应用】,(1)肼空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负,极的反应式为：_。,(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和 高容量电池材料。FeCl3 和 KClO 在强碱性条件下反应可制取 K2FeO4 ， 其反应的离子方程式为 ： _ _，与 MnO2Zn 电池类似，K2FeO4Zn 也可以组 成碱性电池，K2FeO4 在电池中作为正极材料，其

14、电极反应式为： _ ， 该电池总反 应 的 离 子 方 程 式 为 ： _。,(3)铝电池性能优越，AlAgO 电池可用作水下动力电源， 其原理如下图所示。该电池反应的化学方程式为：_ _。,解析：(1)肼空气燃料电池中O2在正极反应，故负极是肼发生反应：N2H44e4OH=N24H2O。(2)FeCl3和KClO在强碱性条件下反应，ClO的还原产物应该是Cl；K2FeO4Zn组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，6价Fe应被还原为3价，其电极反应式为：FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH；总反应的离子方程式也不难写出，关键是抓住Fe和Zn的存在形式分别是Fe(OH)3 和Zn(

15、OH)2。(3)Al作负极，AgO/Ag作正极，NaOH和NaAlO2溶液是电解质溶液，所以生成物是NaAlO2、Ag、H2O。,重点三,原电池原理的应用,1加快氧化还原反应的速率：一个自发进行的氧化还原反 应，设计成原电池时反应速率增大。例如：在 Zn 与稀硫酸反应 时加入少量 CuSO4 溶液能使产生 H2 的反应速率加快。 2比较金属活动性强弱：两种金属分别作原电池的两极， 一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 3用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池的正极 而得到保护。如要保护一个铁制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。,4设计制作化学电源：,

16、(1)首先将已知的氧化还原反应拆分成为两个半反应； (2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、,负极材料及电解质溶液；,(3)电池中的负极必须能够与电解质溶液或其中溶解的物,质反应；,(4)电解质溶液一般能够与负极发生反应，或者电解质溶液 中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如 果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右 两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。,(5)按要求画出原电池装置图。,【例3】某科研单位利用电化学原理用 SO2 来制备硫酸， 装置如下图(含有某种催化剂)，电极为多孔的材料，能吸附气 体，同时也能使气体与电解质溶液

17、充分接触。,(1) 通入 SO2 的 电 极 为 _ 极 ， 其电极反应式为 ： _ ， 此 电 极 区 pH_( 填 “ 增 大”“减小”或“不变”)。,(2) 电 解 质 溶 液 中 的 H 通 过 质 子 膜 _( 填 “ 向 左”“向右”或“不”) 移动，通入氧气的电极反应式为： _。,(3)电池总反应式为：_,_。,新型电源考点归纳 1. 新型电池的正负极的判断。 该类电池一般会给出相应的反应物、生成物或反应方程式， 只要根据元素的常规价态去判断即可。,新型电池,负极材料,元素化合价升高的物质 发生氧化反应的物质,正极材料,元素化合价降低的物质 发生还原反应的物质,2书写新型电池的电

18、极反应式。,分析物质得失电子情况，据此确定正极、负极上发生反应 的物质；分析电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子 发生反应；写出比较容易书写的电极反应式；若有总反应式， 可用总反应式减去第三步中的电极反应式，即得另一极的电极 反应式。,3新型电池充电时的判断。,电池充电的实质是把放电时发生的变化再复原的过程，即 放电是原电池、充电是电解的过程，解决该类题目时，先分清 原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时阳极接正极、阴 极接负极的原理进行分析。,4新型电池中离子的移动方向。,阴离子移向负极，阳离子移向正极，这是因为负极失电子， 生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，

19、所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳 离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以 溶液中的阳离子要移向正极。虽然从微观上讲不参与电极反应 的离子发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本 不变。,解析：由题意知，电池总反应为：H2 2NiO(OH) 2Ni(OH)2。可充电电池在充电时，实际上起一个电解池的作用， 与外电源正极连接的电极是阳极，发生氧化反应，与放电时的 正极反应相反，可知 Ni(OH)2 在反应中失电子被氧化，发生氧 化反应。 答案：D,【例4】一种充电电池放电时的电极反应为：H22OH 2e=2H2O，NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2

20、OH。当为电 池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是()。 AH2O的还原 BNiO(OH)的还原 CH2的氧化 DNi(OH)2的氧化,考点一 原电池工作原理 1原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的性质有关，也 与电解质溶液有关。下列由不同材料组成的原电池，电极反应正,确的是(,)。,A由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为：Fe3e=Fe3 B由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为：Mg2e2OH=Mg(OH)2 C由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，其正极反应式为：Cu2e=Cu2 D由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为：Cu2e=Cu2

21、,答案：D,解析：由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，Fe作负极，电极反应式为：Fe2e=Fe2，A错误；由Al、Fe与氢氧化钠溶液组成的原电池，电池总反应为：2Al2H2O2NaOH =2NaAlO23H2，Al作负极，电极反应式为：Al3e4OH=AlO 2H2O，B错误；由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，正极为Pb，电极反应式为：Fe3e=Fe2，C错误；由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，Al遇浓硝酸钝化，Cu作负极，电极反应式为：Cu2e=Cu2，D正确。,A装置和装置中负极反应均是：Fe2e =Fe,2根据下图判断，下列说法正确的是(,)。,2,B 装置和装置中正极反应均是：O2

22、2H2O 4e =4OH C装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动 D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶 液的 pH 均增大,答案：D,解析：装置中，由于Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反应式为：Zn2e=Zn2；Fe作正极，电极反应式为：O22H2O4e=4OH。由于正极有OH生成，因此溶液的pH增大。装置中，Fe作负极，电极反应式为：Fe2e=Fe2；Cu作正极，电极反应式为：2H2e=H2。正极由于不断消耗H，所以溶液的pH逐渐增大。据此可知A、B皆错，D正确；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，C错误。,不正确的是( )。,考点二,化学电源,3一种新型燃料电

23、池，以镍板为电极插入 KOH 溶液中， 分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为： C2H618OH14e=2CO3 12H2O。有关此电池的推断,A通入氧气的电极为正极 B参加反应的 O2 与 C2H6 的物质的量之比为 72 C放电一段时间后，KOH 的物质的量浓度将下降 D放电一段时间后，正极区附近溶液的 pH 减小,2,. . .,解析：通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，A 正确；1 mol 乙烷参与反应时转移14 mol 电子，则参与反应的氧,气的量为,14 mol 4,7 2,mol，B 正确；根据电极反应式或总反应方,程式可知，氢氧化钾被消耗，C正确；

24、放电时正极产生OH，则 pH 增大，D 错误。 答案：D,4MgAgCl 电池是一种能被海水激活的一次性贮备电 池，电池反应方程式为：2AgClMg=Mg22Ag2Cl。有,关该电池的说法正确的是(,)。,AMg 为电池的正极 B负极反应为：AgCle=AgCl C不能被 KCl 溶液激活 D可用于海上应急照明供电 解析：根据氧化还原知识判断，Mg为还原剂，是负极，失 KCl 溶液代替，C 错误。 答案：D,电子，A、B都错误，KCl 溶液中含有Cl，电解质溶液可用,5研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用 淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可 表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列,“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是(,)。,A正极反应式：AgCle=AgCl B每生成 1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 CNa不断向“水”电池的负极移动 DAgCl 是还原产物,解析：Ag作负极，负极反应式：AgCle=AgCl，AgCl是氧化产物，溶液中阳离子向正极移动，每生成1 mol Na2Mn5O10 有2 mol Ag生成，故转移2 mol电子。 答案：B,