2017高三化学一轮复习原电池化学电源.ppt

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1、化学化学第第2 2讲原电池化学电源讲原电池化学电源化学化学考纲要求考纲要求:1.1.了解原电池的工作原理了解原电池的工作原理,能写能写出电极反应和电池反应方程式。出电极反应和电池反应方程式。2.2.了解常了解常见化学电源的种类及其工作原理。见化学电源的种类及其工作原理。化学化学考点一考点一:原电池及其工作原理原电池及其工作原理梳理整合梳理整合1.1.概念概念原电池是把原电池是把 能转化为能转化为 能的装置。能的装置。化学化学电电2.2.工作原理工作原理以铜锌原电池为例以铜锌原电池为例化学化学(1)(1)原理分析原理分析电电极名称极名称负负极极正极正极电电极材料极材料锌锌片片铜铜片片电电极反极反

2、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ZnZn沿沿 流向流向CuCu盐桥盐桥中中离子移向离子移向盐桥盐桥含含饱饱和和KClKCl溶液溶液,K,K+移向移向 ,Cl,Cl-移向移向 .氧化氧化还原还原导线导线正极正极负极负极化学化学(2)(2)两种装置比两种装置比较较盐桥盐桥作用作用:a.:a.连连接内接内电电路形成路形成闭闭合回路。合回路。b.b.维维持两持两电电极极电势电势差差(中和中和电电荷荷),),使使电电池能持池能持续续提供提供电电流。流。装置装置中有部分中有部分ZnZn与与CuCu2+2+直接反直接反应应,使使电电池效率降低池效率降低;装置装置中使中使ZnZ

3、n与与CuCu2+2+隔离隔离,电电池效率提高池效率提高,电电流流稳稳定。定。3.3.原电池的构成条件原电池的构成条件(1)(1)两个两个 的电极的电极(材料可以是金属或导电的非金属材料可以是金属或导电的非金属)。负极负极:活泼性活泼性 的金属。的金属。正极正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属。活泼性较弱的金属或能导电的非金属。(2)(2)电极均插入电极均插入 中。中。(3)(3)构成构成 (两电极接触或用导线连接两电极接触或用导线连接)。(4)(4)能自发地发生氧化还原反应。能自发地发生氧化还原反应。活泼性不同活泼性不同较强较强电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路化学化学题组例练题组例练题

4、组一题组一原电池工作原理的考查原电池工作原理的考查D D 化学化学C C 化学化学原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断题组二题组二1.(20161.(2016龙海校级模拟龙海校级模拟)工业上常将铬镀在其他金属表面工业上常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种同铁、镍组成各种性质的不锈钢性质的不锈钢,在如图装置中在如图装置中,观察到图观察到图1 1装置铜电极上产生大量的无色气泡装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图而图2 2装置中铜电极上无气体产生装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体铬电极上产生大量有色气体,则下列叙述则下列叙述正确的是正确的是()B BA.A.图图1 1为为原原

5、电电池装置池装置,Cu,Cu电电极上极上产产生的是生的是O O2 2B.B.图图2 2装置中装置中CuCu电电极上极上发发生的生的电电极反极反应应式式为为:Cu-2e:Cu-2e-CuCu2+2+C.C.由由实验现实验现象可知象可知:金属活金属活动动性性CuCrCuCrD.D.两个装置中两个装置中,电电子均由子均由CrCr电电极流向极流向CuCu电电极极化学化学2.2.分析下图所示的四个原电池装置分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是其中结论正确的是()B B化学化学考点二考点二:原电池原理的应用原电池原理的应用梳理整合梳理整合1.1.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

6、原电池的两极时两种金属分别作原电池的两极时,一般作一般作 的金属比作的金属比作 的金的金属活泼。属活泼。如有两种金属如有两种金属A A和和B,B,用导线将用导线将A A和和B B连接后连接后,插入到稀硫酸中插入到稀硫酸中,一段时间后一段时间后,若观察到若观察到A A极溶解极溶解,而而B B极上有气体放出极上有气体放出,则说明则说明A A作负极作负极,B,B作正极作正极,则可以则可以推出金属活动性推出金属活动性ABAB。2.2.加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率一个一个 进行的氧化还原反应进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率设计成原电池时反应速率 。例如。例如,在在ZnZn与稀与

7、稀H H2 2SOSO4 4反应时加入少量反应时加入少量 CuSO CuSO4 4溶液能使产生溶液能使产生H H2 2的反应速率加快。的反应速率加快。负极负极正极正极增大增大自发自发化学化学3.3.用于金属的防护用于金属的防护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。例如而得到保护。例如,要保护一个铁质要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等的输水管道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的使锌作原电池的负极。负极。4.4.设计制作化学电源设计制作化学电源(1)(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

8、。正极正极(2)(2)根据原电池的反应特点根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。质溶液。化学化学题组例练题组例练题组一题组一判断金属的活泼性及反应速率判断金属的活泼性及反应速率B B 2.(20152.(2015揭阳二模揭阳二模)等质量的两份锌粉等质量的两份锌粉a a、b,b,分别加入过量的稀分别加入过量的稀H H2 2SOSO4 4中中,同时向同时向a a中放入少量的中放入少量的CuSOCuSO4 4溶液溶液,如图表示产生如图表示产生H H2 2的体积的体积(V)(V)与时间与时间(t)(t)的关系的关系,其中正确的是其中正确的

9、是()D D化学化学设计原电池设计原电池题组二题组二C C A.CdA.Cd作作负负极极,Co,Co作正极作正极B.B.原原电电池工作池工作时时,电电子从子从负负极沿极沿导线导线流向正极流向正极C.C.根据阴阳相吸原理根据阴阳相吸原理,盐桥盐桥中的阳离子向中的阳离子向负负极极(甲池甲池)移移动动D.D.甲池中盛放的是甲池中盛放的是CdClCdCl2 2溶液溶液,乙池中盛放的是乙池中盛放的是CoClCoCl2 2溶液溶液化学化学考点三考点三:化学电源化学电源梳理整合梳理整合1.1.一次电池一次电池(以碱性锌锰干电池为例以碱性锌锰干电池为例)负极负极(Zn),(Zn),电极反应式电极反应式:。化学

10、化学(1)(1)负负极反极反应应:(逆向逆向为为充充电时电时阴极反阴极反应应)。(2)(2)正极反正极反应应:(逆向逆向为为充充电时电时阳极反阳极反应应)。2.2.二次电池二次电池(以铅蓄电池为例以铅蓄电池为例)化学化学3.3.燃料电池燃料电池(1)(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。(2)(2)燃料电池的电极本身不参与反应燃料电池的电极本身不参与反应,燃料和氧化剂连续地由燃料和氧化剂连续地由 供给。供给。外部外部化学化学题组例练题组例练题组一题组一电极、电池反应式的书写电极、电池反应式的书写D D 化学化学请回答下列问题请回答下列问题:(1)(1)电

11、池的负极材料为电池的负极材料为,发生的电极反应为发生的电极反应为 。(2)(2)电池正极发生的电极反应为电池正极发生的电极反应为 。化学化学技法归纳技法归纳电极反应式的书写方法电极反应式的书写方法化学化学燃料电池燃料电池题组二题组二A A 化学化学2.2.某汽某汽车车尾气分析尾气分析仪仪以燃料以燃料电电池池为为工作原理工作原理测测定定COCO的的浓浓度度,其装置如其装置如图图所所示示,该电该电池中池中电电解解质为质为氧化氧化钇钇氧化氧化钠钠,其中其中O O2-2-可以在固体介可以在固体介质质NASICONNASICON中中自由移自由移动动。(1)(1)其反其反应应式式为负为负极极:;正极正极:

12、。电电池反池反应为应为 。(2)(2)如果将上述如果将上述电电池中池中电电解解质质“氧化氧化钇钇氧化氧化钠钠,其中其中O O2-2-可以在固体介可以在固体介质质NASICONNASICON中自由移中自由移动动”改改为为熔融的熔融的K K2 2COCO3 3,b,b极通入的气体极通入的气体为为氧气和氧气和COCO2 2,负负极极:;正极正极:。电电池反池反应为应为 。化学化学技法归纳技法归纳根据电极产物判断燃料电池正、负极的方法根据电极产物判断燃料电池正、负极的方法1.1.在酸性燃料电池中在酸性燃料电池中,有有H H2 2O O生成的是正极生成的是正极,有有COCO2 2生成的是负极。生成的是负

13、极。2.2.在碱性燃料电池中有在碱性燃料电池中有H H2 2O O生成的是负极生成的是负极,其另一极为正极。其另一极为正极。3.3.在熔融盐或熔融氧化物燃料电池中在熔融盐或熔融氧化物燃料电池中,生成生成COCO2 2的是负极的是负极,其另一极为正其另一极为正极。极。化学化学新型电池新型电池题组三题组三B B 化学化学C C 化学化学考向考向1:1:原电池原理及应用原电池原理及应用1.(20151.(2015新课标全国理综新课标全国理综)微生物电池是指在微生物的作用下将化微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池其工作原理如

14、图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是的说法错误的是()真题再现真题再现 探究考题探究考题 感悟考向感悟考向A A化学化学2.(20132.(2013新课标全国理综新课标全国理综)“ZEBRA”“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示蓄电池的结构如图所示,电极材电极材料多孔料多孔Ni/NiCl2Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是于该电池的叙述错误的是()B B化学化学考向考向2:2:电极反应、电池反应式的书写与计算电极反应、电池反应式的书写与计算3.(20153.(2015江苏化学江苏化学)一种熔融

15、碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是电池的说法正确的是()D D化学化学4.(1)(20154.(1)(2015新课标全国理综新课标全国理综)酸性锌锰干电池是一种一次性电池酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为外壳为金属锌金属锌,中间是碳棒中间是碳棒,其周围是由碳粉、其周围是由碳粉、MnOMnO2 2、ZnClZnCl2 2和和NH4ClNH4Cl等组成的糊状等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生填充物。该电池放电过程产生MnOOHMnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示

16、原料。有关数据如下表所示:溶解度溶解度/(g/100 g/(g/100 g水水)温度温度/化合物化合物0 02020404060608080100100NHNH4 4ClCl29.329.337.237.245.845.855.355.365.665.677.377.3ZnClZnCl2 2343343395395452452488488541541614614化合物化合物Zn(OH)Zn(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3K Kspsp近似近似值值1010-17-171010-17-171010-39-39化学化学回答下列问题回答下列问题:该电池的正极反

17、应式为该电池的正极反应式为 ,电池反应的离子方程式为电池反应的离子方程式为 。维持电流强度为维持电流强度为0.5 A,0.5 A,电池工作电池工作5 5分钟分钟,理论上消耗锌理论上消耗锌g g。(已已知知F=96 500 CmolF=96 500 Cmol-1-1)化学化学(2)(2012(2)(2012新课标全国理综新课标全国理综)与与MnOMnO2 2-Zn-Zn电池类似电池类似,K,K2 2FeOFeO4 4-Zn-Zn也可以组成碱性电也可以组成碱性电池池,K,K2 2FeOFeO4 4在电池中作为正极材料在电池中作为正极材料,其电极反应为其电极反应为 ,该电池总反应的离子方程式为该电池总反应的离子方程式为 。化学化学考向考向3:3:新型化学电源新型化学电源5.(20145.(2014新课标全国理综新课标全国理综)2013 2013年年3 3月我国科学家报道了如图所示的水月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()C C化学化学D D