第一部分专题1第二单元第一课时原电池的工作原理和化学电源.ppt

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1、第二单元化学能与电能的转化第一课时原电池的工作原理和化学电源晨背关键语句理解教材新知应用创新演练把握热点考向知识点一知识点二考向一考向二考向三专题1化学反应与能量变化随堂基础巩固课时跟踪训练返回返回第二单元第二单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化返回第一课时原电池的工作原理和化学电源第一课时原电池的工作原理和化学电源返回返回1原原电电池构成池构成“三条件三条件”：(1)正正负负两个两个电电极；极；(2)电电解解质质溶液；溶液；(3)形成形成闭闭合回路。合回路。返回 2原原电电池正、池正、负负极判断的极判断的“五招五招”：(1)负负极：极：活活泼泼性性较较强强的金属；的金属；流出流出电电子

2、；子；发发生氧化反生氧化反应应；阴离子流向的极；阴离子流向的极；电电极不断溶解极不断溶解(质质量减少量减少)的极。的极。(2)正极：正极：活活泼泼性性较较弱的金属或非金属；弱的金属或非金属；流入流入电电子；子；发发生生还还原反原反应应；阳离子流向的极；阳离子流向的极；电电极增极增重或有气体重或有气体产产生的极。生的极。返回返回返回返回1实验实验探究探究自学教材自学教材填要点填要点返回(1)现现象：象：锌锌片逐片逐渐渐 ；铜铜片上有片上有 ；电电流流计计指指针发针发生生 。(2)结论结论：导线导线上有上有 通通过过。溶解溶解红红色物色物质质析出析出偏偏转转电电流流返回2原原电电池池(1)概念：将

3、概念：将 转转化化为为 的装置。的装置。(2)构成条件：构成条件：化学能化学能电电能能返回3工作原理工作原理(1)原理分析：原理分析：电电极极锌锌半半电电池池铜铜半半电电池池电电极名称极名称 得失得失电电子子 电电子流向子流向 反反应类应类型型 电电极反极反应应式式总电总电池反池反应应式式负负极极正极正极失失电电子子得得电电子子电电子流出子流出电电子流入子流入氧化反氧化反应应还还原反原反应应Zn2e=Zn2Cu22e=CuZnCuSO4=ZnSO4Cu返回(2)盐桥盐桥：返回师生互动师生互动解疑难解疑难判断原判断原电电池的正、池的正、负负极极返回返回1下列四位同学的下列四位同学的说说法正确的是

4、法正确的是()返回解析：解析：在原在原电电池中，池中，较较活活泼泼的金属作的金属作负负极，失去极，失去电电子子发发生氧化反生氧化反应应，电电子从子从负负极流出极流出经导线经导线流向正极，流向正极，内内电电路中，阳离子向正极移路中，阳离子向正极移动动，阴离子向，阴离子向负负极移极移动动，故只有故只有A项项正确。正确。答案：答案：A返回返回自学教材自学教材填要点填要点1一次一次电电池池(1)特点：特点：只能只能 ，不能，不能 ，消耗到一定程度就不能再使用。，消耗到一定程度就不能再使用。放放电电充充电电返回(2)常常见见一次一次电电池：池：普通普通锌锰锌锰干干电电池：池：返回碱性碱性锌锰锌锰干干电电

5、池：池：返回返回2二次二次电电池池(1)特点：既可以特点：既可以 ，又可以，又可以 。(2)常常见见二次二次电电池池(铅铅蓄蓄电电池池)：放放电电充充电电返回 3燃料燃料电电池池 (1)特点：特点：连续连续地将燃料和氧化地将燃料和氧化剂剂的的 直接直接转转化成化成 ，能量利用率高，能量利用率高，小。小。(2)电电极反极反应应(碱性碱性环环境境)：负负极：极：；化学能化学能电电能能污污染染H22e2OH=2H2O返回师生互动师生互动解疑难解疑难 1电电极反极反应应式式书书写写“两情况两情况”(1)如果如果题题目目给给定的是定的是图图示装置，先分析正、示装置，先分析正、负负极，极，再根据正、再根据

6、正、负负极反极反应规应规律写律写电电极反极反应应式。式。返回 (2)如果如果题题目目给给定的是定的是总总反反应应式，可分析此反式，可分析此反应应中的中的氧化反氧化反应应或或还还原反原反应应(分析有关元素的化合价分析有关元素的化合价变变化情况化情况)，可，可选择选择一个一个简单变简单变化情况写化情况写电电极反极反应应式，另一极的式，另一极的电电极反极反应应式可直接写或将各反式可直接写或将各反应应式看作数学中的代数式，式看作数学中的代数式，用用总总反反应应式减去已写出的式减去已写出的电电极反极反应应式即可式即可(加、减法加、减法)。加、减法加、减法书书写写电电极反极反应应式式归纳归纳：返回 电电池

7、池总总反反应应：还还原原剂剂氧化氧化剂剂介介质质=氧化氧化产产物物还还原原产产物其他；物其他；负负极：极：还还原原剂剂介介质质ne=氧化氧化产产物物(还还原原剂剂失去失去电电子，子，发发生氧化反生氧化反应应)；正极：氧化正极：氧化剂剂介介质质ne=还还原原产产物物(氧化氧化剂剂得到得到电电子，子，发发生生还还原反原反应应)。返回2氢氢氧燃料氧燃料电电池池电电极反极反应应式的式的书书写写“模板模板”返回返回解析：解析：据据总电总电池反池反应应式可知式可知负负极失极失电电子物子物质质是是Zn，正极得，正极得电电子物子物质为质为MnO2，且介，且介质质参与参与该该极反极反应应。答案：答案：D返回返回

8、返回 例例1(2011福建高考福建高考)研究人研究人员员研制出一种研制出一种锂锂水水电电池，可作池，可作为鱼为鱼雷和潜艇的雷和潜艇的储备电储备电源。源。该电该电池以金池以金属属锂锂和和钢钢板板为电为电极材料，以极材料，以LiOH为电为电解解质质，使用，使用时时加入水即可放加入水即可放电电。关于。关于该电该电池的下列池的下列说说法不正确的是法不正确的是 ()A水既是氧化水既是氧化剂剂又是溶又是溶剂剂 B放放电时电时正极上有正极上有氢氢气生成气生成 C放放电时电时OH向正极移向正极移动动 D总总反反应为应为：2Li2H2O=2LiOHH2返回 解析解析锂较锂较活活泼泼，与水，与水发发生自生自发发的

9、氧化的氧化还还原反原反应应：2Li2H2O=2LiOHH2，故，故Li为负为负极，失极，失电电子成子成为为Li，钢钢板板为为正极，放正极，放电时电时正极正极产产生生H2，在，在该该反反应应中中H2O作氧化作氧化剂剂，同，同时时又作溶又作溶剂剂，溶液中离子移，溶液中离子移动动方向：方向：OH向向负负极移极移动动。故。故A、B、D正确，正确，C错误错误。答案答案C返回原原电电池工作原理考池工作原理考查查“五方面五方面”方面方面1：判断原：判断原电电池的正、池的正、负负极；方面极；方面2：判断：判断电电子子(或或电电流流)移移动动方向；方面方向；方面3：判断阴、阳离子的移：判断阴、阳离子的移动动方向

10、；方向；方面方面4：判断：判断电电极反极反应类应类型及正型及正误误；方面；方面5：判断：判断电电极极反反应应式的正式的正误误。返回1如如图图所示的装置中，在所示的装置中，在产产生生电电流流时时，以下以下说说法不正确的是法不正确的是 ()AFe是是负负极，极，C是正极是正极 B负负极反极反应应式式为为：Fe3e=Fe3 C内内电电路中阴离子移向路中阴离子移向FeCl2溶液溶液 D电电流由石墨流由石墨电电极流向极流向Fe电电极极.返回解析：解析：据据电电极材料及极材料及电电解解质质溶液知，溶液知，铁为负铁为负极，失极，失电电子，子，电电极反极反应为应为Fe2e=Fe2，正极，正极为为碳，碳，电电极

11、极反反应为应为Fe3e=Fe2，总电总电池反池反应为应为Fe2FeCl3=3FeCl2，A正确，正确，B错误错误；内；内电电路中阴离子路中阴离子向向负负极移极移动动，电电流由正极流由正极(石墨石墨)流向流向负负极极(铁铁)，C、D正确。正确。答案：答案：B返回返回 例例2(2012北京海淀模拟北京海淀模拟)查处查处酒后酒后驾驶驾驶采用的采用的“便携便携式乙醇式乙醇测测量量仪仪”以燃料以燃料电电池池为为工作原理，在酸性工作原理，在酸性环环境中，理境中，理论论上乙醇可以被完全氧化上乙醇可以被完全氧化为为CO2，但，但实际实际上乙醇被氧化上乙醇被氧化为为X，其中一个，其中一个电电极的反极的反应应式式

12、为为：CH3CH2OH2e=X2H。下列。下列说说法中正确的是法中正确的是 ()A电电池内部池内部H由正极向由正极向负负极移极移动动 B另一极的另一极的电电极反极反应应式式为为：O24e2H2O=4OH C乙醇在正极乙醇在正极发发生反生反应应，电电子子经过经过外外电电路流向路流向负负极极 D电电池池总总反反应为应为：2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O返回 解析解析原原电电池工作池工作时时，阳离子向正极移，阳离子向正极移动动，A错错误误；因乙醇失；因乙醇失电电子，故子，故该电该电极极为负为负极，且据原子守恒知极，且据原子守恒知X为为CH3CHO，则则另一极另一极(正极正极)为为O2得

13、得电电子，又因子，又因为为是是酸性酸性环环境，故正极反境，故正极反应为应为O24e4H=2H2O，将，将正、正、负负极反极反应应加和得到：加和得到：2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O，故，故B、C错误错误、D正确。正确。答案答案D返回电极方程式书写注意事项电极方程式书写注意事项 (1)首先确定正、首先确定正、负负极，并列出正、极，并列出正、负负极上的极上的反反应应物和物和电电子得失情况。子得失情况。(2)要特要特别别注意注意电电极极产产物与物与电电解解质质溶液中的离溶液中的离子是否共存，若不共存，要将不能共存的离子合并子是否共存，若不共存，要将不能共存的离子合并写入写入电电极反极反

14、应应式。式。返回返回2一种燃料一种燃料电电池中池中发发生的化学反生的化学反应为应为：在酸性溶液中：在酸性溶液中 甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电该电池池负负极极发发生生 的反的反应应是是 ()ACH3OHO22e=H2OCO22H BO24H4e=2H2O CCH3OHH2O6e=CO26H DO22H2O4e=4OH返回解析：解析：甲醇燃料甲醇燃料电电池是甲醇在池是甲醇在负负极极发发生氧化反生氧化反应应，氧气在正极，氧气在正极发发生生还还原反原反应应，故，故A、B、D错错误误。答案：答案：C返回返回 例例3(2012邢台模拟邢台模拟)工工业业上利用上利用氢氢气

15、在气在氯氯气中气中燃燃烧烧，所得，所得产产物再溶于水的方法制得物再溶于水的方法制得盐盐酸，流程复酸，流程复杂杂且且造成能量浪造成能量浪费费，有人，有人设设想利用原想利用原电电池原理直接制池原理直接制备盐备盐酸，酸，下列下列说说法正确的是法正确的是 ()A假假设这设这种想法可行，种想法可行，则则可能在制取可能在制取盐盐酸的同酸的同时时，获获取取电电能能 B负负极材料用极材料用锌锌，正极材料用石墨，用，正极材料用石墨，用氢氢氧化氧化钠钠作作电电解解质质溶液溶液 C通入通入氢氢气的气的电电极极为为原原电电池的正极池的正极 D电电解解质质溶液中的阴离子向通溶液中的阴离子向通氯氯气的气的电电极移极移动动

16、返回 解析解析该该原原电电池池应应用惰性用惰性电电极，极，氢氢气通入气通入负负极区，极区，氯氯气通入正极区，稀气通入正极区，稀盐盐酸作酸作电电解解质质溶液，溶液，B、C项错误项错误；在原；在原电电池中，阳离子向正极区移池中，阳离子向正极区移动动，阴，阴离子向离子向负负极区移极区移动动，D项错误项错误。答案答案A返回应用原电池原理设计原电池应用原电池原理设计原电池以以FeCu2=Fe2Cu为为例：例：返回返回3一个原一个原电电池的池的总总反反应应方程式方程式为为ZnCu2=Zn2Cu，该该原原电电池可能池可能为为 ()选项选项ABCD正极正极CuAlZnFe负负极极ZnZnCuZn电电解解质质溶

17、液溶液H2SO4CuSO4ZnCl2CuCl2返回解析：解析：由由总总反反应应式可知，式可知，Zn被氧化，失去被氧化，失去电电子，子，Zn应为负应为负极；极；Cu2被被还还原，得原，得电电子，即子，即电电解解质质溶溶液液应应含含Cu2，由此排除，由此排除选项选项A、C，而且正极金属，而且正极金属应应比比Zn活活动动性弱，可排除性弱，可排除B选项选项。答案：答案：D返回返回随堂基础巩固随堂基础巩固返回1(2012六安模拟六安模拟)下列反应不可用于设计原电池的下列反应不可用于设计原电池的 是是 ()ANaOHHCl=NaClH2O B2CH3OH3O22CO24H2O CZn2HCl=ZnCl2H

18、2 D4Al3O26H2O=4Al(OH)3返回解析：解析：原电池反应属于同时原电池反应属于同时“异地异地”进行的氧化还进行的氧化还原反应，原反应，A项不是氧化还原反应，故不可用于设计项不是氧化还原反应，故不可用于设计原电池。原电池。答案：答案：A返回2用铜片、银片、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、溶液、AgNO3溶液、导线溶液、导线 和盐桥和盐桥(装有琼脂装有琼脂KNO3的的U形管形管)构成一个原电池。构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是以下有关该原电池的叙述正确的是 ()在外电路中，电流由铜电极流向银电极在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反正极反 应为：应为：Age=Ag

19、实验过程中取出盐桥，实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作原电池仍继续工作将铜片浸入将铜片浸入AgNO3溶液中发生溶液中发生 的化学反应与该原电池反应相同的化学反应与该原电池反应相同 AB C D返回解析：解析：Cu为负极，电子由为负极，电子由Cu电极流向电极流向Ag电极；电极；取出盐桥，电池不能形成闭合回路，不能继续工作。取出盐桥，电池不能形成闭合回路，不能继续工作。答案：答案：C返回3(2012南通高二质检南通高二质检)科学家们发科学家们发 明了一种能够给电子设备提供动明了一种能够给电子设备提供动 力的生物燃料电池。该电池包括力的生物燃料电池。该电池包括 两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气

20、和少量氢两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢 气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵 的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。下列说法正的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。下列说法正 确的是确的是 ()返回A左边为该电池的负极左边为该电池的负极B该电池可在高温环境下使用该电池可在高温环境下使用C该电池负极反应为该电池负极反应为H22e=2HD该电池正极反应为该电池正极反应为O24e=2O2返回解析：解析：该电池右边为负极，失电子生成该电池右边为负极，失电子生成H，左边为正，左边为正极，极，O24e4H=2H2O，该电池由于两个电极上，该电池由于

21、两个电极上都涂有酶，因此不可在高温环境下使用，因为高温时都涂有酶，因此不可在高温环境下使用，因为高温时H2与与O2会直接反应且酶会失去活性。会直接反应且酶会失去活性。答案：答案：C返回4下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒棒 变粗，变粗，N棒变细，由此判断下表中所列棒变细，由此判断下表中所列M、N、P 物质，其中可以成立的是物质，其中可以成立的是 ()返回解析：解析：该原电池中该原电池中M棒变粗，棒变粗，N棒变细，说明原电池反棒变细，说明原电池反应时应时N棒溶解作负极，溶液中有金属析出在棒溶解作负极，溶液中有金属析出在M棒上。棒上。M棒作正极。棒作正

22、极。A、B选项中，电解质溶液均为稀酸溶液，选项中，电解质溶液均为稀酸溶液，故正极均产生故正极均产生H2，不符合条件；，不符合条件；C项，总反应为项，总反应为Zn2AgNO3=Zn(NO3)22Ag，合理；，合理；D项，项，M极锌失电极锌失电子溶解，不符合题意。子溶解，不符合题意。答案：答案：C返回5(1)下列装置属于原电池的是下列装置属于原电池的是_；返回(2)在选出的原电池中，在选出的原电池中，_是负极，发生是负极，发生_反应，反应，_是正极，该极的现象是正极，该极的现象_，装置中的能量转，装置中的能量转化形式为化形式为_能转化为能转化为_能；能；(3)此原电池反应的化学方程式为：此原电池反

23、应的化学方程式为：_。返回解析：解析：中只有一种金属，中只有一种金属，中未用导线连接，中未用导线连接，中酒精中酒精不是电解质，不是电解质，中两金属相同，因此中两金属相同，因此、均不均不能构成原电池。能构成原电池。中铁比铜活泼，铁作负极失电子，电极中铁比铜活泼，铁作负极失电子，电极反应反应Fe2e=Fe2(属氧化反应属氧化反应)，铜作正极，铜作正极，H得电子得电子产生产生H2，电极反应，电极反应2H2e=H2，总反应为，总反应为FeH2SO4=FeSO4H2。答案：答案：(1)(2)Fe氧化氧化Cu有气泡产生化学电有气泡产生化学电(3)FeH2SO4=FeSO4H2 返回课时跟踪训练课时跟踪训练 点此进入