原电池化学电源考点及知识点总结课件.ppt

《原电池化学电源考点及知识点总结课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原电池化学电源考点及知识点总结课件.ppt（53页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化学反应与能量第六章第二节原电池化学电源考考 纲纲 解解 读读 考纲要求考纲要求备考指南备考指南真题追踪真题追踪命题趋势命题趋势1.理解原电池的构成、理解原电池的构成、工作原理及应用，能工作原理及应用，能书写电极反应和总反书写电极反应和总反应方程式。应方程式。2了解常见化学电了解常见化学电源的种类及其工作原源的种类及其工作原理。理。2018全国卷全国卷12，全国卷，全国卷11；2017全国卷全国卷 11，全国卷全国卷11，全国卷，全国卷11；2016全国卷全国卷11，全国卷，全国卷11；2015全国卷全国卷11，全国卷全国卷 26本部分知识是全国各地历年本部分知识是全国各地历年出题出题“热点热

2、点”，预计，预计2020年高考年高考题将与新能源结合。复习备考时题将与新能源结合。复习备考时注重新闻相关信息，依据原电池注重新闻相关信息，依据原电池和电解池工作原理并结合氧化还和电解池工作原理并结合氧化还原反应知识熟练掌握电极判断、原反应知识熟练掌握电极判断、电极反应式的书写方法。电极反应式的书写方法。考点考点1原电池工作原理及其应用原电池工作原理及其应用栏目导航栏目导航0101夯夯 实实 考考 点点0202考考 点点 突突 破破夯夯 实实 考考 点点1 1 1概念和反应本质概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是_。2原电池的

3、构成条件原电池的构成条件(1)一一看看反反应应：看看是是否否有有能能_进进行行的的氧氧化化还还原原反反应应发发生生(一一般般是是活活泼泼性性强强的的金金属与电解质溶液反应属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是二看两电极：一般是_不同的两电极。不同的两电极。(3)三三看看是是否否形形成成闭闭合合回回路路，形形成成闭闭合合回回路路需需要要三三个个条条件件：电电解解质质溶溶液液；两两电极直接或间接接触；电极直接或间接接触；两电极插入两电极插入_溶液中。溶液中。【知识梳理知识梳理】氧化还原反应氧化还原反应 自发自发 活泼性活泼性 电解质电解质 3工作原理工作原理(1)以铜锌原电池为例。以铜锌原

4、电池为例。简单原电池简单原电池带盐桥的原电池带盐桥的原电池电极材料电极材料_电极反应电极反应_反应类型反应类型_电子流向、电子流向、离子移向离子移向外电路中，电子由外电路中，电子由_沿导线方向流向沿导线方向流向_；内电路中，电解质溶液中阳离子移向内电路中，电解质溶液中阳离子移向_，阴离子移向，阴离子移向_电池反应方程式电池反应方程式_不同点不同点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直直接反应，该装置中既有化学能接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温学能转化成了热能，装置的温度

5、会升高度会升高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，所以仅直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长定，且持续时间长锌片锌片铜片铜片Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化反应氧化反应还原反应还原反应锌片锌片铜片铜片正极正极负极负极ZnCu2=Zn2Cu(2)盐桥的组成和作用。盐桥的组成和作用。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。盐盐桥桥的的作作用用：a.连连接接内内电电路路，形形成成闭闭合合

6、回回路路；b.平平衡衡电电荷荷，使使原原电电池池不不断断产产生生电流。电流。4原电池正负极的判断方法原电池正负极的判断方法(1)由由组组成成原原电电池池的的电电极极材材料料判判断断。一一般般是是活活动动性性较较强强的的金金属属为为_极极，活活动动性较弱的金属或能导电的非金属为性较弱的金属或能导电的非金属为_极。极。(2)根根据据电电流流方方向向或或电电子子流流动动方方向向判判断断。电电流流由由_极极流流向向_极极；电电子子由由_极流向极流向_极。极。(3)根根据据原原电电池池中中电电解解质质溶溶液液内内离离子子的的移移动动方方向向判判断断。在在原原电电池池的的电电解解质质溶溶液液内内，阳离子移

7、向阳离子移向_极，阴离子移向极，阴离子移向_极。极。(4)根根据据原原电电池池两两极极发发生生的的变变化化来来判判断断。原原电电池池的的_极极失失电电子子发发生生氧氧化化反反应应，其其_极得电子发生还原反应。极得电子发生还原反应。(5)根根据据现现象象判判断断。一一般般情情况况下下，溶溶解解的的一一极极为为_极极，增增重重或或有有气气体体逸逸出出的的一极为一极为_极。极。负负正正正正负负负负正正正正负负负负正正负负正正判断正误判断正误(正确的画正确的画“”，错误的画，错误的画“”)。(1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极在原电池中，发生氧化反应的一极是负极()(2)在原电池中，负极材料的活

8、泼性一定比正极材料强在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()(4)带有带有“盐桥盐桥”的原电池比不带的原电池比不带“盐桥盐桥”的原电池电流持续时间长的原电池电流持续时间长()(5)任何氧化还原反应均可设计成原电池任何氧化还原反应均可设计成原电池()【思维深化思维深化】(6)放热反应通过一定的装置均可以由化学能变为电能，构成原电池放热反应通过一定的装置均可以由化学能变为电能，构成原电池()(7)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子

9、向正极移动原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(8)原电池放电时，电流方向由电源的负极流向正极原电池放电时，电流方向由电源的负极流向正极()【答案答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)考考 点点 突突 破破2 2 原电池工作原理原电池工作原理【答案答案】C2根据下图判断，下列说法正确的是根据下图判断，下列说法正确的是()【答案答案】D【解解析析】A项项，装装置置中中的的负负极极为为Zn，错错误误；B项项，装装置置中中的的正正极极反反应应为为2H2e=H2，错误；，错误；C项，阳离子向正极移动，装置项，阳离子向正极移动，装置中向左侧移动，错误，故选

10、中向左侧移动，错误，故选D。3(2018河南信阳质检河南信阳质检)分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中中Mg作负极，作负极，中中Fe作负极作负极B中中Mg作正极，电极反应式为作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中中Fe作负极，电极反应式为作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中中Cu作正极，电极反应式为作正极，电极反应式为2H2e=H2原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写【答案答案】B520152015全全国国卷卷，26(1)(2)26(1)(2)酸酸性性锌锌锰锰干干电电池池是是一一种种一一次次性性电电池池，外

11、外壳壳为为金金属属锌锌，中中间间是是碳碳棒棒，其其周周围围是是由由碳碳粉粉、MnO2、ZnCl2和和NH4Cl等等组组成成的的糊糊状状填填充充物物。该电池放电过程产生该电池放电过程产生MnOOH。(1)该电池的正极反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_。(2)维维持持电电流流强强度度为为0.5 A，电电池池工工作作5分分钟钟，理理论论上上消消耗耗锌锌_g。(已已知知F96 500 Cmol1)【答答案案】(1)MnO2eH=MnOOH Zn2MnO22H=Zn22MnOOH(2)0.05“三步三步”完成电极反应式的书写完成电极反应式的书写6X、Y、Z、M

12、、N代表五种金属，有以下反应：代表五种金属，有以下反应：Y与与M用导线连接放入稀硫酸中，用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡；上冒气泡；M、N为为电电极极，与与N的的盐盐溶溶液液组组成成原原电电池池，电电子子从从M极极流流出出，经经过过外外电电路路，流流入入N极；极；Z2H2O(冷水冷水)=Z(OH)2H2；水溶液中，水溶液中，XY2=X2Y。则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为()AZXYMNBZYXMNCZXYNMDXYMNZ原电池工作原理的应用原电池工作原理的应用【答案答案】A【解解析析】Y与与M用用导导线线连连接接放放入入稀稀硫硫酸酸中中，M上上冒冒气

13、气泡泡，证证明明M为为原原电电池池的的正正极极，所所以以活活动动性性：YM；在在原原电电池池反反应应中中，电电子子流流出出的的电电极极为为负负极极，电电子子流流入入的的电电极极为为正正极极，由由于于电电子子从从M极极流流出出，经经过过外外电电路路流流入入N极极，所所以以活活动动性性：MN；Z2H2O(冷冷水水)=Z(OH)2H2，证证明明Z的的活活动动性性很很强强，是是题题目目提提供供的的所所有有的的元元素素中中最最强强的的；水水溶溶液液中中，XY2=X2Y，则则证证明明活活动动性性：XY。所所以以这这五五种种金属的活动性由强到弱的顺序为金属的活动性由强到弱的顺序为ZXYMN。如何设计原电池如

14、何设计原电池设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件：设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件：(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。(2)根根据据氧氧化化还还原原关关系系找找出出正正负负极极材材料料(负负极极是是失失电电子子的的物物质质，正正极极用用比比负负极极活活动动性差的金属，也可以用石墨性差的金属，也可以用石墨)及电解质溶液。及电解质溶液。电电极极材材料料的的选选择择：选选择择活活动动性性较较强强的的金金属属作作负负极极(通通常常跟跟电电解解质质溶溶液液反反应应)；活活动性较弱的金属或非金属作正极，并且原电池的电极必须能导电。动性较弱的金属或非金属作

15、正极，并且原电池的电极必须能导电。电电解解质质溶溶液液的的选选择择：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应或或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(如如溶溶解解于于溶溶液液中中的的空空气气)。但但如如果果氧氧化化反反应应和和还还原原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)，则则两两个个容容器器中中的的电电解解质质溶溶液液应应含含有有与与电电极极材材料料相相同同元元素素的的阳阳离离子子(如如在在CuZn构构成成的的原原电电池池中中，负负极极Zn浸浸泡泡在在含含有有Zn2的的电解质溶液

16、中，而正极电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有浸泡在含有Cu2的电解质溶液中的电解质溶液中)。(3)按要求画出原电池装置示意图。按要求画出原电池装置示意图。如根据如根据Cu2Ag=Cu22Ag设计电池如下：设计电池如下：化学反应与能量第六章第二节原电池化学电源考点考点2化学电源的种类及其工作原理化学电源的种类及其工作原理栏目导航栏目导航0101夯夯 实实 考考 点点0303真题体验真题体验直击高考直击高考0202考考 点点 突突 破破0404配配 套套 训训 练练夯夯 实实 考考 点点1 1 1一次电池一次电池【知识梳理知识梳理】ZnZn2OH2e=Zn(OH)2碳棒碳棒2MnO22H2O2e=

17、2MnOOH2OHZn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2ZnZn2OH2e=Zn(OH)2Ag2OAg2OH2O2e=2Ag2OHZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag1判断正误判断正误(正确的画正确的画“”，错误的画，错误的画“”)。(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池()(3)若使反应若使反应Fe2Fe3=3Fe2以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料()(4)碱碱性性锌锌锰锰干干电电池池是是一一次次电电池池，其其中中M

18、nO2是是催催化化剂剂，可可使使锌锌锰锰干干电电池池的的比比能能量量高、可储存时间长高、可储存时间长()(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能()(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H24e=4H()【答案答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)【思维深化思维深化】2以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。(1)酸性条件酸性条件总反应式：总反应式：_；正极反应式：正极反应式：_；负极反应式：负极

19、反应式：_。(2)碱性条件碱性条件总反应式：总反应式：_；正极反应式：正极反应式：_；负极反应式：负极反应式：_。(3)固体电解质固体电解质(高温下能传导高温下能传导O2)总反应式：总反应式：_；正极反应式：正极反应式：_；负极反应式：负极反应式：_。(4)熔融碳酸盐熔融碳酸盐(如熔融如熔融K2CO3)环境下环境下总反应式：总反应式：_；正极反应式：正极反应式：_；负极反应式：负极反应式：_。考考 点点 突突 破破2 2 1(2018甘甘肃肃兰兰州州一一中中考考前前冲冲刺刺三三模模)如如图图为为一一种种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确

20、的是()A正正极极反反应应式式为为MnO24H2e=Mn22H2O燃料电池燃料电池B微生物所在电极区放电时发生还原反应微生物所在电极区放电时发生还原反应C放电过程中，放电过程中，H从正极区移向负极区从正极区移向负极区D若若用用该该电电池池给给铅铅蓄蓄电电池池充充电电，MnO2电电极极质质量量减减少少8.7 g，则则铅铅蓄蓄电电池池负负极极增增重重9.6 g【答案答案】A【答案答案】D可充电电池可充电电池选项选项放电过程放电过程充电过程充电过程ALi向电池的正极迁移向电池的正极迁移化学能转化成电能化学能转化成电能B可以加入磷酸以提高电解质的导电可以加入磷酸以提高电解质的导电率率阳极的电极反应式为

21、阳极的电极反应式为LiFePO4e=FePO4LiC若正极增加若正极增加7 g，则有，则有NA个电子经电个电子经电解质由负极流向正极解质由负极流向正极阳极材料的质量不断减少阳极材料的质量不断减少D若有若有n mol Li迁移，则理论负极失迁移，则理论负极失去去n mol电子电子阴极的电极反应式为阴极的电极反应式为Lie=Li【答案答案】D【解解析析】充充电电过过程程是是电电能能转转化化成成化化学学能能的的过过程程，故故A错错误误；Li属属于于活活泼泼金金属属，加加入入磷磷酸酸，Li会会与与磷磷酸酸反反应应，故故B错错误误；根根据据原原电电池池的的工工作作原原理理，电电子子从从负负极极经经外外电

22、电路路流流向向正正极极，电电子子不不能能通通过过电电解解质质，故故C错错误误；负负极极反反应应式式为为Lie=Li，迁迁移移n mol Li，说说明明通通过过电电子子物物质质的的量量为为n mol，即即Li失失去去电电子子n mol，充充电电时时电电池池的的阴阴极极接电源的负极，接电源的负极，即即阴极反应式为阴极反应式为Lie=Li，故，故D正确。正确。关于可充电电池三点说明关于可充电电池三点说明(1)充充电电电电池池是是既既能能将将化化学学能能转转化化为为电电能能(放放电电)，又又能能将将电电能能转转化化为为化化学学能能(充充电电)的一类的一类特殊特殊电池。需要注意的是充电、放电的反应不能理

23、解为可电池。需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆逆反应。反应。(2)电电极极的的连连接接方方法法，如如图图所所示示。充充电电时时的的电电极极反反应应与与放放电电时时的的电电极极反反应应过过程程相相反反，充充电电时时的的阳阳极极反反应应为为放放电电时时的的正正极极反反应应的的逆逆过过程程，充充电电时时的的阴阴极极反反应应为为放放电电时时的负极反应的的负极反应的逆逆过程。过程。(3)书书写写电电极极方方程程式式时时必必须须首首先先判判断断是是“充充电电”还还是是“放电放电”。新型化学电源新型化学电源【答案答案】A【解解析析】通通氧氧气气的的一一极极，氧氧气气得得到到电电子子生生成成水水，发发

24、生生还还原原反反应应，为为阴阴极极，则则阳阳极极上上是是甲甲醇醇和和一一氧氧化化碳碳失失电电子子发发生生氧氧化化反反应应。石石墨墨1极极为为阳阳极极，阳阳极极上上的的电电极极反反应应为为2CH3OHCO2e=(CH3O)2CO2H，通通入入氧氧气气的的为为阴阴极极，电电极极反反应应式式为为O24e4H=2H2O，根根据据电电极极反反应应式式，电电解解一一段段时时间间后后，阴阴极极和和阳阳极极消消耗耗的的气气体体的的物物质质的的量量之之比比为为1 2，故故A正正确确，B错错误误；石石墨墨2极极为为阴阴极极，与与直直流流电电源源负负极极相相连连，故故C错错误误；阳阳离离子子向向阴阴极极移移动动，故故氢氢离离子子由由石石墨墨1极极通通过过质质子子交交换换膜膜向向石石墨墨2极极移移动动，故故D错误。错误。