高考化学一轮复习9原电池工作原理化学电源.ppt

,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,*,基础夯实,误区警示,即时演练,课堂教学流程,完美展示,全书优质试题,随意编辑,独家研发,错题组卷系统,志鸿优化,永远更新,高中总复习用书课件光盘,目 录,CONTENTS,目 录,CONTENTS,命,题,调,研,明析考向,热,点,聚,焦,归纳拓展,典,题,试,做,评析指正,创,新,模,拟,预测演练,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,基础夯实,误区警示,即时演练,-,*,-,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,基础夯实,误区警示,即时演练,考情概览,-,*,-,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,基础夯实,误区警示,即时演练,基础夯实,-,*,-,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,基础夯实,误区警示,即时演练,误区警示,-,*,-,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,基础夯实,误区警示,即时演练,即时演练,-,*,-,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,基础夯实,误区警示,即时演练,-,*,-,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,基础夯实,误区警示,即时演练,-,*,-,专题二,第,9,讲,原电池工作原理,化学电源,考情概览,基础夯实,误区警示,即时演练,-,*,-,第,9,讲原电池工作原理化学电源,-,2,-,-,3,-,-,4,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1,.,原电池,(1),原理图解,:,-,5,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-,6,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2),原电池的判断方法,:,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池。,依据形成原电池的条件判断。,(3),原电池正负极的判断,:,-,8,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,含碳燃料电池电极反应式的书写,:,首先标出燃料中碳元素的化合价,计算出失去的电子数,根据溶液的介质情况写出生成物,并根据碳原子守恒写出生成物的化学计量数,若碱性介质生成,若酸性介质生成,CO,2,;,其次根据电荷守恒配平电极反应式,电极反应式左边减去几个电子就相当于左边带几个单位正电荷,配平电荷的方法有,:,电极反应式左边加入带负电荷的,OH,-,以抵消左边的正电荷数或右边加入带正电荷的,H,+,以抵消右边的负电荷数,但要根据电解质溶液的酸碱性选择使用,;,最后用观察法配平其他物质。下面以碱性,CH,3,OH,燃料电池电极反应式的书写为例说明,:,-,9,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-,10,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2,.,常见的化学电源,.,一次电池,(,不能充电,不能反复使用,):,(1),银锌纽扣电池,:,银锌纽扣电池的电极分别为,Ag,2,O,和,Zn,电解质溶液为,KOH,溶液,发生氧化还原反应后生成,Ag,和,Zn(OH),2,则,Zn,为原电池的,负,极,发生,氧化,反应,电极反应式为,Zn-2e,-,+2OH,-,Zn(OH),2,;Ag,2,O,为原电池的,正,极,发生,还原,反应,电极反应式为,Ag,2,O+2e,-,+H,2,O 2Ag+2OH,-,;,电池反应方程式为,Zn+Ag,2,O+H,2,O Zn(OH),2,+2Ag,。,-,11,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2),碱性锌锰干电池,:,碱性锌锰干电池比普通锌锰干电池性能优越,能量大,能提供较大电流并连续放电。,其负极是,Zn,正极是,MnO,2,电解质是,KOH,。,-,12,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,.,二次电池,(,可充电,可多次重复使用,):,如铅蓄电池,:,电解质是硫酸,(1),放电时,:,(2),充电反应为电解过程,是放电反应的逆过程,:,-,13,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,3,.,金属的腐蚀与防护,(1),金属的腐蚀,:,-,14,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2),钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀,:,-,15,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,注意,:,对于吸氧腐蚀,生成的,Fe(OH),2,进一步被,O,2,氧化成,Fe(OH),3,Fe(OH),3,脱去一部分水生成,Fe,2,O,3,n,H,2,O,它就是铁锈的主要成分,;,对于析氢腐蚀,如果钢铁表面水膜的酸性较弱,随着氢气的析出,水膜的,pH,上升,Fe,2+,与,OH,-,结合生成,Fe(OH),2,Fe(OH),2,继续与空气中的,O,2,作用,生成,Fe(OH),3,进而形成铁锈。,-,16,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(3),金属的防护,:,改变金属的内部结构,使其成为防腐蚀金属,如制成,不锈钢,等。,加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。,电化学防护,:,a.,牺牲阳极的阴极保护法,原电池,原理,(a),正极,(,阴极,):,被保护的金属设备,(b),负极,(,阳极,):,比被保护的金属活泼的金属,b.,外加电流的阴极保护法,电解,原理,(a),阴极,:,被保护的金属设备,(b),阳极,:,惰性电极,-,17,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,注意,:,金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化,从而发生腐蚀损耗。,-,18,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,难点释疑,如何书写燃料电池电极反应式,?,提示,:,对于燃料电池来说,首先可写出其总反应式,然后分析正极的电极反应式,要特别关注反应环境,因为电解质中的,H,+,或,OH,-,参与反应,所以电解质的性质不同,电极反应式也往往不同。如,:,(1),氢氧燃料电池,用酸性电解质时,:,-,19,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,用,NaOH(aq),等碱性溶液作电解质溶液时,:,-,20,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,注意,:,相同的燃料,在不同介质中发生的燃料电池反应,其电极反应式不同。,1,.(201610,浙江选考,),在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式,:2Fe+2H,2,O+O,2,2Fe(OH),2,Fe(OH),2,进一步被氧气氧化为,Fe(OH),3,再在一定条件下脱水生成铁锈,其原理如图。,下列说法正确的是,(,),A.,铁片发生还原反应而被腐蚀,B.,铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域,C.,铁片腐蚀中负极发生的电极反应,:2H,2,O+O,2,+4e,-,4OH,-,D.,铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀,-,21,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,答案,答案,关闭,D,-,22,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2,.(20164,浙江选考,)Mg-H,2,O,2,电池是一种化学电源,以,Mg,和石墨为电极,海水为电解质溶液,示意图如下。下列说法不正确的是,(,),A.,石墨电极是该电池的正极,B.,石墨电极上发生还原反应,C.Mg,电极的电极反应式,:Mg-2e,-,Mg,2+,D.,电池工作时,电子从,Mg,电极经导线流向石墨电极,再从石墨电极经电解质溶液流向,Mg,电极,答案,答案,关闭,D,-,23,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,3,.(201510,浙江选考,),如图所示进行实验,下列说法不正确的是,(,),A.,装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生,B.,甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能,C.,装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转,D.,装置乙中负极的电极反应式,:Zn-2e,-,Zn,2+,答案,答案,关闭,B,-,24,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1,.(2016,浙江理综,),金属,(M)-,空气电池,(,如图,),具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为,:4M+,n,O,2,+2,n,H,2,O 4M(OH),n,。,已知,:,电池的,“,理论比能量,”,指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是,(,),-,25,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,A.,采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面,B.,比较,Mg,、,Al,、,Zn,三种金属,-,空气电池,Al-,空气电池的理论比能量最高,C.M-,空气电池放电过程的正极反应式,:4M,n,+,+,n,O,2,+2,n,H,2,O+4,n,e,-,4M(OH),n,D.,在,Mg-,空气电池中,为防止负极区沉积,Mg(OH),2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,26,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2,.,据报道,以硼氢化合物,NaBH,4,(B,元素的化合价为,+3,价,),和,H,2,O,2,作原料的燃料电池,负极材料采用,Pt/C,正极材料采用,MnO,2,可用作空军通信卫星电源,其工作原理如图所示。下列说法正确的是,(,),A.,电池放电时,Na,+,从,a,极区移向,b,极区,B.,每消耗,3 mol H,2,O,2,转移的电子为,3 mol,C.,电极,a,采用,MnO,2,MnO,2,既作电极材料又有催化作用,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,27,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,3,.,完成下列问题,:,(1),锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质,LiClO,4,溶于混合有机溶剂中,Li,+,通过电解质迁移入,MnO,2,晶格中,生成,LiMnO,2,。,外电路的电流方向是由,极流向,极,(,填字母,),。,电池正极反应式为,。,-,28,-,基础梳理,感悟选考,对点训练,是否可用水代替电池中的混合有机溶剂,?,(,填,“,是,”,或,“,否,”),原因是,。,(2),二甲醚,(CH,3,OCH,3,),直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为,。,(3),高铁酸钾,(K,2,FeO,4,),是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。与,MnO,2,-Zn,电池类似,K,2,FeO,4,-Zn,也可以组成碱性电池,K,2,FeO,4,在电池中作为正极材料,其电极反应式为,该电池总反应的离子方程式为,。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,29,-,忽视判断原电池的实质,根据形成原电池的条件,下列对原电池的判断,正确的是,(,),A.,用多孔石墨电极、,H,2,、,O,2,不能形成原电池,B.,铜、石墨棒用导线连接后,插入盛有稀硫酸的烧杯中,可构成原电池,C.,铜、石墨棒用导线连接后,插入盛有,FeCl,3,溶液的烧杯中,可构成原电池,D.,常温下,铁、铝用导线连接后,插入盛有浓硝酸的烧杯中,可构成原电池,-,30,-,错因剖析,:,本题极易忽视构成原电池的两个电极中至少有一个电极能与电解质发生氧化还原反应这个重要条件,只关注两个活泼性不同的电极以及电解质溶液,于是错选,B,。,正确解答,:,燃料电池的两个电极材料可以相同,B,中物质不能发生氧化还原反应,不能形成原电池。,D,中,常温下,铁与铝都能与浓硝酸发生钝化,不能形成原电池。,答案,:,C,纠错笔记,对于氢氧燃料电池,两个电极的活动性可以相同,如都使用铂电极、多孔石墨电极等,不能一味地强调两个电极的活泼性不同。另外,一般情况下,至少应有一个电极能与电解质溶液发生氧化还原反应,才可形成原电池。,-,31,-,2,3,4,1,6,7,5,1,.(201610,稽阳联考,),某原电池装置如图所示,下列有关说法不正确的是,(,),A.,锌是该电池的负极,B.,锌电极上发生氧化反应,C.,铜电极的电极反应式为,2H,+,+2e,-,H,2,D.,若将电解质溶液换成,AgNO,3,溶液,两电极的反应式均发生改变,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,32,-,2,3,4,1,6,7,5,2,.,钢铁防腐方法有许多种,右图是其中的一种方法,描述正确的是,(,),A.,图中所示是牺牲阳极的阴极保护法,B.,铁闸门作阴极,发生还原反应,C.,电子流向,:a,铁闸门,辅助电极,b,D.,辅助电极上的反应,:O,2,+2H,2,O+4e,-,4OH,-,答案,解析,解析,关闭,题中表示的是外加电流的阴极保护法,铁闸门作阴极,A,项错误,B,项正确,;,在海水中没有电子的移动,只有离子的移动,C,项错误,;,辅助电极作阳极,发生失电子的氧化反应,D,项错误。,答案,解析,关闭,B,-,33,-,2,3,4,1,6,7,5,3,.,某原电池装置如下图所示,电池总反应为,2Ag+Cl,2,2AgCl,。下列说法正确的是,(,),A.,正极反应为,AgCl+e,-,Ag+Cl,-,B.,放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成,C.,若用,NaCl,溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变,D.,当电路中转移,0.01 mol e,-,时,交换膜左侧溶液中约减少,0.02 mol,离子,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,34,-,2,3,4,1,6,7,5,4,.Li-Al/FeS,电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为,:,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,35,-,2,3,4,1,6,7,5,5,.Mg-H,2,O,2,电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如右。该电池工作时,下列说法正确的是,(,),A.Mg,电极是该电池的正极,B.H,2,O,2,在石墨电极上发生氧化反应,C.,石墨电极附近溶液的,pH,增大,D.,溶液中,Cl,-,向正极移动,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,36,-,2,3,4,1,6,7,5,6,.,依据氧化还原反应,:2Ag,+,(aq)+Cu(s)Cu,2+,(aq)+2Ag(s),设计的原电池如图所示。,请回答下列问题。,(1),电极,X,的材料是,;,电解质溶液,Y,是,。,(2),银电极为电池的,极,发生的电极反应为,;X,电极上发生的电极反应为,。,(3),外电路中的电子是从,电极流向,电极。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,37,-,2,3,4,1,6,7,5,7,.NO,x,是汽车尾气中的主要污染物之一。通过,NO,x,传感器可监测,NO,x,的含量,其工作原理示意图如右,:,(1)Pt,电极上发生的是,(,填,“,氧化,”,或,“,还原,”),反应。,(2),写出,NiO,电极的电极反应式,:,。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,