高考化学第一轮复习 第九章第一节原电池　化学电源课件 新课标（广东专用）.ppt

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1、2021/8/11 星期三1第一节原电池化学电源第一节原电池化学电源点面导图点面导图2021/8/11 星期三2考向分析考向分析本本节节高考重点考高考重点考查查：(1)原原电电池原理；池原理；(2)电电极反极反应应的的书书写；写；(3)新型化学新型化学电电源分析。源分析。多以多以选择题选择题呈呈现现，试题难试题难度度较较大。大。预计预计2013年将以年将以传统选择传统选择题为题为主，主，题题目目选选材会更加新材会更加新颖颖。基于此，我。基于此，我们们在复在复习时习时注重从原注重从原电电池原理角度分析新型化学池原理角度分析新型化学电电源，以源，以“负负极氧化正极氧化正还还原原”原原则则从理从理论

2、论上上进进行分析。行分析。2021/8/11 星期三3一、原电池一、原电池1概念：把化学能转化为概念：把化学能转化为_的装置。的装置。2工作原理：工作原理：(以锌以锌铜原电池为例铜原电池为例)电能电能2021/8/11 星期三4电电极名称极名称负负极极正极正极电电极材料极材料_片片_片片电电极反极反应应_反反应类应类型型_反反应应_反反应应电电子流向子流向由由_片沿片沿导线导线方向流向方向流向铜铜片片电电池反池反应应方程式方程式_锌锌铜铜Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化氧化还原还原锌锌ZnCu2=Zn2Cu3.构成条件构成条件2021/8/11 星期三51(填填一一填填)下下列列装装置置可

3、可以以形形成成原原电电池池的的是是_，并并写写出出形形成成原原电电池的池的电电极材料及极材料及电电极反极反应应式：正极：式：正极：_；负负极：极：_。【答案】【答案】B银片：银片：2Ag2e=2Ag铜片：铜片：Cu2e=Cu22021/8/11 星期三6二、常见的化学电源二、常见的化学电源1一次电池一次电池(以碱性锌锰电池为例以碱性锌锰电池为例)总反应为：总反应为：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2负极：负极：_。正极：正极：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH2二次电池二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为：铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为：Zn2OH2e=Z

4、n(OH)2点击查看点击查看 干电池构造示意图多媒体动画干电池构造示意图多媒体动画2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三83燃料电池燃料电池氢氢氧燃料氧燃料电电池是目前最成熟的燃料池是目前最成熟的燃料电电池，可分酸性和碱性两种。池，可分酸性和碱性两种。酸性酸性碱性碱性负负极反极反应应式式正极反正极反应应式式电电池池总总反反应应式式2H24e=4H2H24OH4e=4H2OO24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH2H2O2=2H2O2021/8/11 星期三92(画画一一画画)请请画画出出可可充充电电电电池池充充电电时时电电极极与与外外接接电电源源的的正正、负负极极连连接方

5、式。接方式。【答案】【答案】可充可充电电电电池充池充电时电时的的电电极接法极接法为为：2021/8/11 星期三103(选一选选一选)下列有关下列有关电电池的叙述不正确的是池的叙述不正确的是()A手机上用的手机上用的锂锂离子离子电电池属于二次池属于二次电电池池B铜锌铜锌原原电电池工作池工作时时，电电子沿外子沿外电电路从路从铜电铜电极流向极流向锌电锌电极极C甲醇燃料甲醇燃料电电池可把化学能池可把化学能转转化化为电为电能能D锌锰锌锰干干电电池中，池中，锌电锌电池是池是负负极极【答案】【答案】B 2021/8/11 星期三111正、负极的判断正、负极的判断2021/8/11 星期三122021/8/

6、11 星期三13判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：看反应的具体情况，如：Al在强碱性溶液中比在强碱性溶液中比Mg更易失电子，更易失电子，Al作负极，作负极，Mg作正极。作正极。2021/8/11 星期三14(2012中山华侨中学质检中山华侨中学质检)图甲和乙是双液原电池装置。图甲和乙是双液原电池装置。回答下列问题。回答下列问题。(1)甲甲 池池 中中 的的 正正 极极 反反 应应 为为 _，乙乙 池池 的的 负负 极极 反反 应应 为为_。(2)盐桥的作用是盐桥的作用是_、并、并_。(3)乙乙图图当当有有1 m

7、ol电电子子通通过过外外电电路路时时，正正极极有有_ g Ag析析出。出。2021/8/11 星期三15【破破题题技技巧巧】由由两两原原电电池池装装置置图图确确定定Cd、Co、Ag的的活活泼泼性关系，性关系，写出各原电池的电极反应，并进行相关计算。写出各原电池的电极反应，并进行相关计算。【精精讲讲精精析析】乙乙图图中中正正极极反反应应：Age=Ag，当当有有1 mol电子通过时，有电子通过时，有1 mol Ag析出，即析出，即108 g。【答案】【答案】(1)Co22e=CoCo2e=Co2(2)形成形成闭闭合回路保持两合回路保持两边边溶液溶液电电中性中性(3)1082021/8/11 星期三

8、162021/8/11 星期三171LiSOCl2电电池池可可用用于于心心脏脏起起搏搏器器。该该电电池池的的电电极极材材料料分分别别为为锂锂和和碳碳，电电解解液液是是LiAlCl4SOCl2。电电池池的的总总反反应应可可表表示示为为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请请回答下列回答下列问题问题：(1)电电 池池 的的 负负 极极 材材 料料 为为 _，发发 生生 的的 电电 极极 反反 应应 为为_。(2)电电池正极池正极发发生的生的电电极反极反应为应为_。2021/8/11 星期三18【解解析析】分分析析反反应应的的化化合合价价变变化化，可可知知Li失失电电子子，被被氧氧化化，为还原剂

9、，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。得电子，被还原，为氧化剂。(1)负极材料为负极材料为Li(还原剂还原剂)，Lie=Li；(2)正正极极反反应应式式可可由由总总反反应应减减去去负负极极反反应应式式得得到到：2SOCl24e=4ClSSO2。【答案】【答案】(1)锂锂Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO22021/8/11 星期三19设计设计原原电电池池时时要要紧紧扣原扣原电电池的构成条件。具体方法是：池的构成条件。具体方法是：1首先将已知的氧化首先将已知的氧化还还原反原反应应拆分拆分为为两个半反两个半反应应。2根根据据原原电电池池的的电电极极反反应应特特点点，结结合合

10、两两个个半半反反应应找找出出正正、负负极极材材料及料及电电解解质质溶液。溶液。(1)电电极材料的极材料的选择选择一一般般电电池池中中的的负负极极能能够够与与电电解解质质溶溶液液反反应应，因因此此负负极极一一般般是是活活泼泼的的金金属属材材料料。正正极极和和负负极极之之间间只只有有产产生生电电势势差差，电电子子才才能能定定向向移移动动，所所以以正正极极和和负负极极一一般般不不能能用用同同一一种种材材料料。两两个个电电极极的的构成分构成分为为以下四种情况：以下四种情况：原电池的设计原电池的设计 2021/8/11 星期三20活活动动性性不不同同的的两两种种金金属属。例例如如，锌锌铜铜原原电电池池中

11、中，锌锌板板作作原原电电池的池的负负极，极，铜铜板作原板作原电电池的正极。池的正极。金金属属和和非非金金属属。例例如如，锌锌锰锰干干电电池池中中，锌锌片片作作原原电电池池的的负负极极，石墨棒作原石墨棒作原电电池的正极。池的正极。金金属属和和化化合合物物。例例如如，铅铅蓄蓄电电池池中中，铅铅板板作作原原电电池池的的负负极极，二氧化二氧化铅铅作原作原电电池的正极。池的正极。惰性惰性电电极。例如，极。例如，氢氢氧燃料氧燃料电电池中，两池中，两电电极均可用极均可用Pt。2021/8/11 星期三21(2)电电解解质质溶液的溶液的选择选择电电解解质质溶溶液液一一般般要要能能够够与与负负极极发发生生反反应

12、应，或或者者电电解解质质溶溶液液中中溶溶解解的的其其他他物物质质能能与与负负极极发发生生反反应应(如如空空气气中中的的氧氧气气)。但但如如果果两两个个半半反反应应分分别别在在两两个个容容器器中中进进行行(中中间间连连接接盐盐桥桥)，则则左左右右两两个个容容器器中中的的电电解解质质溶溶液液应应选选择择与与电电极极材材料料相相同同的的阳阳离离子子。如如在在铜铜锌锌构构成成的的原原电电池池中中，负负极极金金属属锌锌浸浸泡泡在在含含有有Zn2的的电电解解质质溶溶液中，而正极液中，而正极铜铜浸泡在含有浸泡在含有Cu2的的电电解解质质溶液中。溶液中。2021/8/11 星期三223按要求画出原按要求画出原

13、电电池装置池装置图图。如根据以下反如根据以下反应设计应设计的原的原电电池：池：原理原理装置装置图图化学反化学反应应：CuCl2Fe=FeCl2Cu 电极反应：电极反应：负极：负极：Fe2e=Fe2 正极：正极：Cu22e=Cu2021/8/11 星期三23(1)自自发发进进行行的的氧氧化化还还原原反反应应不不一一定定都都能能设设计计成成原原电电池池，如：如：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O等。等。(2)原原电电池池中中的的电电解解质质溶溶液液不不一一定定参参与与反反应应，如如氢氢氧氧燃燃料料电池中，电解质溶液不参与反应。电池中，电解质溶液不参与反应。2021/8/11 星期三24铁铁

14、及及铁铁的的化化合合物物应应用用广广泛泛，如如FeCl3可可用用作作催催化化剂剂、印印刷刷电电路路铜铜板腐板腐蚀剂蚀剂和外和外伤伤止血止血剂剂等。等。(1)写写 出出 FeCl3溶溶 液液 腐腐 蚀蚀 印印 刷刷 电电 路路 铜铜 板板 的的 离离 子子 方方 程程 式式_。(2)若若将将(1)中中的的反反应应设设计计成成原原电电池池，请请画画出出原原电电池池的的装装置置图图，标标出正、出正、负负极，并写出极，并写出电电极反极反应应式。式。2021/8/11 星期三25正极反应：正极反应：_；负极反应：负极反应：_。【精精讲讲精精析析】(1)Fe3具具有有强强氧氧化化性性，可可以以把把一一些些

15、金金属属单单质质如如铁铁、铜铜等等氧氧化化成成相相应应的的离离子子，Fe3腐腐蚀蚀铜铜制制电电路路板板利利用用的的就就是是这这个个原原理理，反反应应的的离离子子方方程程式式是是：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(2)由由反反应应2Fe3Cu=2Fe2Cu2可可以以判判断断出出铜铜化化合合价价升升高高，发发生生氧氧化化反反应应，铜铜作作负负极极，铁铁元元素素化化合合价价降降低低，Fe3发发生生还还原原反反应应，正正极极可可以以选选用用石石墨墨棒棒，电电解解质质溶溶液液可可以以选选用用氯氯化化铁铁溶溶液液。回回忆忆并并仿仿照照教教材材上上的的铜铜锌锌原原电电池池装装置置，可可以以画画出出此此原原电电

16、池的装置图。池的装置图。2021/8/11 星期三26【答案】【答案】(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2正极反应：正极反应：2Fe32e=2Fe2负极反应：负极反应：Cu2e=Cu22021/8/11 星期三272用用铜铜片片、银银片片、Cu(NO3)2溶溶液液、AgNO3溶溶液液、导导线线和和盐盐桥桥(装装有有琼琼脂脂KNO3的的U形形管管)构构成成一一个个原原电电池池。以以下下有有关关该该原原电电池池的叙述正确的是的叙述正确的是()在外在外电电路中，路中，电电流由流由铜电铜电极流向极流向银电银电极；极；正极反正极反应为应为：Age=Ag；实验过实验过程中取出程中取出盐桥盐桥，原，原电电池仍

17、池仍继续继续工作；工作；将将铜铜片片浸浸入入AgNO3溶溶液液中中发发生生的的化化学学反反应应与与该该原原电电池池反反应应相相同。同。ABC D2021/8/11 星期三28【解解析析】Cu作作负负极极，Ag作作正正极极。负负极极：Cu2e=Cu2；正正极极：Age=Ag。在在外外电电路路中中，电电子子由由Cu电电极极流流向向Ag电电极极，而而电电流流方方向向与与电电子子流流向向相相反反，所所以以错错。没没有有盐盐桥桥，原原电电池池不不能能继继续续工工作作，错错。无无论论是是否否为为原原电电池池，反反应应实实质质相相同同，均为氧化还原反应，均为氧化还原反应，对。对。【答案】【答案】C 2021

18、/8/11 星期三29热点探究热点探究新型化学电源分析探究新型化学电源分析探究高高考考中中的的新新型型电电池池，有有“氢氢镍镍电电池池”、“高高铁铁电电池池”、“锌锌锰锰碱碱性性电电池池”、我我国国首首创创的的“海海洋洋电电池池”、“燃燃料料电电池池”(如如新新型型细细菌菌燃燃料料电电池池、氢氢氧氧燃燃料料电电池池、丁丁烷烷燃燃料料电电池池、甲甲醇醇质质子子交交换换膜膜燃燃料料电电池池、CO燃燃料料电电池池)、“锂锂离离子子电电池池”、“银银锌锌电电池池”、“纽纽扣扣电电池池”等等。这这些些电电池池一一般般具具有有高高能能环环保保、经经久耐用、电压稳定、比能量久耐用、电压稳定、比能量(单位质量

19、释放的能量单位质量释放的能量)高等特点。高等特点。取取材材于于这这些些知知识识点点的的试试题题，由由于于题题材材广广、信信息息新新、陌陌生生度度大大，所所以以，大大多多数数考考生生对对这这类类试试题题感感到到难难，而而难难在在何何处处又又十十分分迷迷茫茫。实实际际上上这这些些题题目目主主要要考考查查的的是是学学生生迁迁移移应应用用的的能能力力。具具体体有有以以下几种考查角度：下几种考查角度：2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三313新型电池新型电池“充电充电”时阴、阳极的判断时阴、阳极的判断首首先先明明确确原原电电池池放放电电时时的的正正、负负极极，再再根根据据电电池池充充

20、电电时时，阳阳极极接正极、阴极接接正极、阴极接负负极的原理极的原理进进行分析。行分析。4新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断首首先先分分清清电电池池是是放放电电还还是是充充电电；再再判判断断正正、负负极极或或阴阴、阳阳极极，进进而可确定离子的移而可确定离子的移动动方向。方向。2021/8/11 星期三32(2012惠惠州州高高三三第第三三次次调调研研)镍镍氢氢充充电电电电池池(NiMH，KOH作作为为电电解解液液)已已经经开开始始用用于于汽汽油油/电电动动混混合合动动力力汽汽车车上上，该该电电池池的的总总反反应应方方程程式式如如下

21、下：Ni(OH)2M NiOOHMH(M表示储氢合金表示储氢合金)，下列叙述正确的是，下列叙述正确的是()A放电时正、负极附近溶液的放电时正、负极附近溶液的pH均不变均不变B放电时正极材料为放电时正极材料为MH，发生氧化反应，发生氧化反应C充充电电时时阳阳极极反反应应为为：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OD放电时每转移放电时每转移1 mol电子，负极有电子，负极有1 mol NiOOH被还原被还原2021/8/11 星期三33【精精讲讲精精析析】放放电电时时正正极极电电极极反反应应：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，负负极极电电极极反反应应：MHOHe=MH2O，A选选项项正正极极

22、附附近近溶溶液液的的pH增增大大、负负极极附附近近溶溶液液的的pH减减小，故错误。小，故错误。【答案】【答案】C2021/8/11 星期三34新型电源从原理上遵循新型电源从原理上遵循“氧化反应在负极，还氧化反应在负极，还原反应在正极原反应在正极”。不可被。不可被“新面孔新面孔”而蒙蔽，手足而蒙蔽，手足无措。无措。2021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36【答案】【答案】C 2021/8/11 星期三37高考题组一原电池工作原理高考题组一原电池工作原理1(2011北京高考北京高考)结合下图判断，下列叙述正确的是结合下图判断，下列叙述正确的是()A和和中正极均被保护中正极均被保护

23、B和和中负极反应均是中负极反应均是Fe2e=Fe2C和和中正极反应均是中正极反应均是O22H2O4e=4OHD和和中分别加入少量中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀溶液，均有蓝色沉淀2021/8/11 星期三38【解解析析】A项项两两个个装装置置都都是是原原电电池池，负负极极都都是是活活泼泼金金属属，根根据据原原电电池池原原理理可可知知，原原电电池池对对正正极极起起到到了了保保护护作作用用，故故A正正确确；B项项中中的的负负极极反反应应为为Zn2e=Zn2，故故B错错误误；C项项中中的的正正极极反反应应为为2H2e=H2，故故C错错误误；D项项中中不不能能生生成蓝色沉淀。成蓝色沉

24、淀。【答案】【答案】A2021/8/11 星期三392(2011海南化学样卷海南化学样卷)依据氧化依据氧化还还原反原反应应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计设计的原的原电电池如池如图图所示。所示。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_；2021/8/11 星期三40(2)银电银电极极为电为电池的池的_极，极，发发生的生的电电极反极反应为应为_；X电电极上极上发发生的生的电电极反极反应为应为_；(3)外外电电路中的路中的电电子是从子是从_电电极流向极流向_电电极。极。【解解析析】该该题题考考查查原原电电池池的的基

25、基本本原原理理，根根据据所所给给反反应应的的设设计计要要求求并并结结合合所所给给装装置置可可看看出出：X极极是是Cu，Y极极电电解解质质溶溶液液必必须须是是AgNO3溶溶液液，因因为为Cu比比Ag活活泼泼，所所以以Cu为为负负极极，Ag为为正正极极，电电极极反反应应分分别别为为负负极极：Cu2e=Cu2，正正极极：Age=Ag，在外电路，电子由负极，在外电路，电子由负极Cu流向正极流向正极Ag。2021/8/11 星期三41【答案】【答案】(1)铜铜AgNO3溶液溶液(2)正正Age=Ag(或或2Ag2e=2Ag)Cu2e=Cu2(3)铜银铜银2021/8/11 星期三42高考题组二新型化学电

26、源高考题组二新型化学电源3(2011全全国国新新课课标标高高考考)铁铁镍镍蓄蓄电电池池又又称称爱爱迪迪生生电电池池，放放电电时时的总反应为：的总反应为：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是下列有关该电池的说法不正确的是()A电池的电解液为碱性溶液，正极为电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为、负极为FeB电池放电时，负极反应为电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低降低D 电电 池池 充充 电电 时时，阳阳 极极 反反 应应 为为 2Ni(OH)2 2OH

27、 2e=Ni2O33H2O2021/8/11 星期三43【解解析析】由由铁铁镍镍蓄蓄电电池池放放电电时时的的产产物物全全部部是是碱碱可可知知，电电解解液液为为碱碱性性溶溶液液，放放电电时时负负极极发发生生氧氧化化反反应应，正正极极发发生生还还原原反反应应，故故Fe为为负负极极，Ni2O3为为正正极极，A正正确确。放放电电时时，Fe失失电电子子被被氧氧化化，负负极极反反应应为为Fe2OH2e=Fe(OH)2，B正正确确。充充电电时时，阴阴极极发发生生还还原原反反应应，电电极极反反应应为为Fe(OH)22e=Fe2OH，pH增增大大，C错错误误。充充电电时时，阳阳极极发发生生氧氧化化反反应应，电电

28、极极反应为反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正确。正确。【答案】【答案】C2021/8/11 星期三444(2011安安徽徽高高考考)研研究究人人员员最最近近发发明明了了一一种种“水水”电电池池，这这种种电电池池能能利利用用淡淡水水与与海海水水之之间间含含盐盐量量差差别别进进行行发发电电，在在海海水水中中电电池池总总反反应应可可表表示示为为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl下列下列“水水”电电池在海水中放池在海水中放电时电时的有关的有关说说法正确的是法正确的是()A正极反正极反应应式：式：AgCle=AgClB每生成每生成1 mol Na2Mn5O

29、10转转移移2 mol电电子子CNa不断向不断向“水水”电电池的池的负负极移极移动动DAgCl是是还还原原产产物物2021/8/11 星期三45【解解析析】由由电电池池总总反反应应式式可可知知，Ag在在负负极极失失去去电电子子，生生成成氧氧化化产产物物AgCl，每每生生成成2 mol AgCl，即即生生成成1 mol Na2Mn5O10时时，转转移移2 mol电电子子，故故A、D错错误误，B正正确确；Na应应向向电电池池的的正极移动，正极移动，C错误。错误。【答案】【答案】B2021/8/11 星期三465(2011山东高考节选山东高考节选)右右图为钠图为钠硫高能硫高能电电池的池的结结构示意构示意图图。该电该电池的工作温度池的工作温度为为320 左右，左右，电电池反池反应为应为2NaxS=Na2Sx，正极的正极的电电极反极反应应式式为为_。M(由由Na2O和和Al2O3制得制得)的两个作用是的两个作用是_。与。与铅铅蓄蓄电电池池相比，当消耗相同相比，当消耗相同质质量的量的负负极活性物极活性物质时质时，钠钠硫硫电电池的理池的理论论放放电电量是量是铅铅蓄蓄电电池的池的_倍。倍。2021/8/11 星期三472021/8/11 星期三48