高考化学一轮复习-第2讲.pptx

,考基梳理 助学提升,考点通解 能力对接,考向集训 名师揭秘,单击此处编辑母版文本样式,第二讲原电池化学电源,1/84,1了解原电池工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。,2了解常见化学电源种类及其工作原理。,2/84,1新型电池原理分析，电极判断，电极和电池反应式书写。,2原电池在能源危机作用。,3/84,一、原电池,1,装置特点：,转化为,。,2,原电池电极,原电池负极,金属发生,反应向外电路,提供,电子,原电池正极,金属(或惰性电极如石墨)发生,外电路提供电子,化学能,电能,活泼,氧化,不活泼,还原反应,接收,4/84,3,原电池组成条件,(1)能自发地发生,。,(2)电解质溶液(组成电路或参加反应)。,(3)由还原剂和导体组成,极系统，由氧化剂和导体组成,极系统。,(4)形成,(两电极接触或用导线连接)。,氧化还原反应,负,正,闭合回路,5/84,4,工作原理(以锌铜原电池为例，如图所表示),6/84,电极名称,负极,正极,电极材料,.,.,电极反应,.,.,反应类型,氧化反应,还原反应,电子流向,由,沿导线流向,.,盐桥中离子流向,阴离子流向负极，阳离子流向正极,电池反应方程式,.,Zn,Cu,Zn,2e,=Zn,2,Cu,2,2e,=Cu,负极,正极,ZnCu,2,=Zn,2,Cu,7/84,原电池内部阴、阳离子怎样移动？为何？,提醒,阴离子移向负极、阳离子移向正极，这是因为负极失电子，生成大量阳离子聚集在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近阳离子因得电子生成电中性物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中阳离子要移向正极。,8/84,原电池模型中惯用盐桥连接，它作用是什么？能否用一导线代替？,提醒,盐桥作用是连接两烧杯中电解质形成闭合回路，经过带电离子定向移动，平衡烧杯中电解质溶液电荷，不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子。,9/84,二、常见化学电源,电池,负极反应,正极反应,总反应式,碱性锌锰电池,2MnO,2,2H,2,O2e,=2MnOOH2OH,Zn2OH,2e,=Zn,(OH),2,Zn2MnO,2,2H,2,O=,2MnOOH,Zn(OH),2,10/84,11/84,电池,负极反应,正极反应,总反应式,氢氧燃料电池,酸性,2H,2,4e,=4H,O,2,4e,4H,=,2H,2,O,2H,2,O,2,=2H,2,O,碱性,2H,2,4e,4OH,=4H,2,O,O,2,4e,2H,2,O=,4OH,固体,2H,2,4e,=4H,O,2,4e,=2O,2,12/84,可充电电池充电时电极与外接电源正、负极怎样连接,？,提醒,可充电电池充电时电极接法为：,13/84,14/84,15/84,四个观察,原电池四个判定方法,观察电极两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池电极普通为惰性电极)；,观察溶液两极插入溶液中；,观察回路形成闭合回路或两极直接接触；,观察本质原电池反应是自发氧化还原反应。,16/84,四个规律,金属腐蚀四个规律,电解池原理引发腐蚀原电池原理引发腐蚀化学腐蚀有防护办法腐蚀。,对同一个金属来说，腐蚀快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。,活泼性不一样两金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。,对同一个电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,17/84,18/84,问题征解,在金属电化学腐蚀中，做氧化剂只有O,2,和H,吗？,提醒,不是。其它氧化性微粒也能够使金属发生电化学腐蚀。,19/84,必考点47 原电池正负极判断方法和电极反应式书写,一、原电池正负极判断,20/84,二、电极反应式书写,1,普通电极反应式书写,按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应物和产物，找出得失电子数量。,电极产物在电解质溶液环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成H,应让其结合OH,生成水。电极反应式要恪守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等，并加以配平。,两电极反应式相加，与总反应离子方程式对照验证。,21/84,2,复杂电极反应式书写,如CH,4,酸性燃料电池中,CH,4,2O,2,=CO,2,2H,2,O,总反应式,2O,2,8H,8e,=4H,2,O,正极反应式,得：,CH,4,2H,2,O8e,=CO,2,8H,负极反应式,22/84,23/84,.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸,.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液,结果发觉电流表指针均发生偏转。,试回答以下问题：,(1)两次操作中指针为何发生偏转？,(2)两次操作过程中指针偏转方向为何相反？试用化学平衡移动原了解释之。,(3)操作过程中C,1,棒上发生反应为_；,(4)操作过程中C,2,棒上发生反应为_。,(5)操作过程中，盐桥中K,移向_烧杯溶液(填“A”或“B”)。,24/84,25/84,26/84,原电池正、负极判断基础是自发进行氧化还原反应，假如给出一个化学反应方程式判断正、负极，能够直接依据化合价升降来判断，发生氧化反应一极为负极，发生还原反应一极为正极。,判断电极时，不能简单地依据金属活泼性来判断，要看反应详细情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO,3,中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。,原电池正负极判断注意点,27/84,【应用1】,(保定质检),原电池正、负电极极性不但与电极材料性质相关，也与电解质溶液相关。以下由不一样材料组成原电池，电极反应正确是()。,A由Fe、Cu与稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Fe3e,=Fe,3,B由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成原电池，其负极反应式为Mg2e,2OH,=Mg(OH),2,C由Pb、Cu与氯化铁溶液组成原电池，其正极反应式为Cu2e,=Cu,2,D由Al、Cu与浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu2e,=Cu,2,28/84,解析,由Fe、Cu与稀硫酸组成原电池，Fe作负极，电极反应式为：Fe2e,=Fe,2,，A错；由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成原电池，电池总反应为2Al2H,2,O2NaOH=2NaAlO,2,3H,2,，Al作负极，电极反应式为Al3e,4OH,=AlO,-,2,2H,2,O，B错；由Pb、Cu与氯化铁溶液组成原电池，正极为Pb，电极反应式为Fe,3,e,=Fe,2,，C错；由Al、Cu与浓硝酸组成原电池，Al遇浓硝酸钝化，Cu作负极，电极反应式为Cu2e,=Cu,2,，D对。,答案,D,29/84,必考点48 原电池原理在化工、农业生产及科研中应用,1,加紧氧化还原反应速率,一个自发进行氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。,比如，在Zn与稀H,2,SO,4,反应时加入少许CuSO,4,溶液能使产生H,2,反应速率加紧。,30/84,2,比较金属活动性强弱,两种金属分别做原电池两极时，普通做负极金属比做正极金属活泼。,比如，有两种金属a、b，用导线连接后插入到稀H,2,SO,4,中，观察到a溶解，b极上有气泡产生，则推测a为负极，b为正极，则金属活动性ab。,3,用于金属防护,使被保护金属制品做原电池正极而得到保护。,比如，要保护一个铁质输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池负极。,31/84,4,设计电池，制造化学电源,如依据以下反应设计原电池以下表所表示：,原理,负极,正极,电解质溶液,电极反应,2FeCl,3,Cu=2FeCl,2,CuCl,2,Cu,C(Fe,3,),FeCl,3,溶液,负极：Cu2e,=Cu,2,正极：2Fe,3,2e,=2Fe,2,32/84,5.探究金属腐蚀快慢规律,不一样类型腐蚀规律,电解原理引发腐蚀原电池原理引发腐蚀化学腐蚀有防护办法腐蚀,33/84,【典例2】,(吉林期末质检),试验发觉，298 K时，在FeCl,3,酸性溶液中加入少许锌粒后，Fe,3,马上被还原成Fe,2,。某化学兴趣小组依据该试验事实设计了如图所表示原电池装置。以下相关说法中正确是()。,34/84,A该原电池正极反应是：Zn2e,=Zn,2,B左烧杯中溶液红色逐步褪去,C该电池铂电极上有气泡出现,D该电池总反应为：3Zn2Fe,3,=2Fe3Zn,2,解析,正极是得电子反应，A错误；左烧杯中电极反应式为Fe,3,e,=Fe,2,，B正确、C错误；因为在金属活动性次序中铁排在H前面，在酸性溶液中不会生成Fe，D错误。,答案,B,35/84,理论上能自发进行氧化还原反应都能够设计成原电池。,(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池负极和正极。,(2)确定电极材料,如发生氧化反应物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(如H,2,)或溶液中还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。,发生还原反应电极材料必须不如负极材料活泼。,(3)确定电解质溶液,普通选取反应物中电解质溶液即可。,(4)组成闭合回路。,36/84,37/84,A反应开始时，乙中石墨电极上发生还原反应,B反应开始时，甲中石墨电极上Fe,3,被还原,C电流计读数为零时，反应到达化学平衡状态,D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl,2,固体，乙中石墨电极为负极,38/84,答案,BC,39/84,原电池反应本质就是氧化还原反应。所以正确书写氧化还原反应方程式并能标出电子转移方向和数目是正确书写电极反应式基础，经过电池反应中转移电子数目可确定电极反应中得失电子数目，经过电池反应中氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物可确定电极反应中反应物和产物。详细步骤以下：,首先依据题意写出电池反应。,标出电子转移方向和数目，指出氧化剂、还原剂。,40/84,依据还原剂负极材料，氧化产物负极产物，氧化剂正极材料，还原产物正极产物来确定原电池正、负极和反应产物。依据电池反应中转移电子数目来确定电极反应中得失电子数目。,注意环境介质对反应产物影响。,写出正确电极反应式。,41/84,试卷采样,(12分),某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。,(1)给你一只安培表，请你画出该原电池示意图，并标出正负极。,42/84,当场指导,审题指导,在所给电极材料中，铝片能与NaOH溶液发生自发氧化还原反应：,2Al,2NaOH,6H,2,O=2NaAl(OH),4,3H,2,还原剂氧化剂氧化产物还原产物,由此可知：,负极,(Al)：2Al6e,8OH,=2Al(OH),4,正极(Mg)：6H,2,O6e,=3H,2,6OH,43/84,失分提醒,1,原电池正极和负极除与活泼性相关外，还与接触到溶液酸碱性相关。,2原电池中电极反应与溶液酸碱性有一定关系。,44/84,评分细则,(1)如右图所表示,(4分)(不标正负极扣2分),(2)2Al8OH,6e,=2Al(OH),4,(4分),(3)6H,2,O6e,=3H,2,6OH,(4分),45/84,Hold住考向,考向1,原电池工作原理,5年12考,考向2,原电池原理综合应用,5年8考,名师揭秘,原电池原理分析和应用是高考热点。预测年关于新型电源工作原理分析、电极反应式书写仍会在高考中出现，必须高度关注。,46/84,角度1.原电池工作原理,1,(福建理综，9),将下列图所表示试验装置K闭合，以下判断正确是()。,47/84,答案,A,48/84,2,(广东，12),某小组为研究电化学原理，设计如图装置，以下叙述不正确是()。,Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出,Ba和b用导线连接时，铜片上发生反应为：Cu,2,2e,=Cu,C不论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐步变成浅绿色,Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu,2,向铜电极移动,49/84,解析,a和b不连接时，铁与CuSO,4,溶液发生反应：FeCu,2,=Fe,2,Cu，A项正确；a和b用导线连接时，组成了原电池，Fe作负极，Cu作正极，铜片上发生还原反应：Cu,2,2e,=Cu，铁片上发生氧化反应：Fe2e,=Fe,2,，B项正确；经过以上分析可知，不论a和b是否连接，均发生反应：FeCu,2,=Fe,2,Cu，故溶液均从蓝色(Cu,2,颜色)逐步变成浅绿色(Fe,2,颜色)，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，组成电解池，铜片作阳极，铁片作阴极，Cu,2,应向阴极(铁电极)移动，D项错误。,答案,D,50/84,3,(广东，23),铜锌原电池(如图)工作时，以下叙述正确是()。,A正极反应为：Zn2e,=Zn,2,B电池反应为：ZnCu,2,=Zn,2,Cu,C在外电路中，电子从负极流向正极,D盐桥中K,移向ZnSO,4,溶液,51/84,解析,本题考查原电池，意在考查考生对原电池工作原理分析能力。该电池中Zn为负极，电极反应为：Zn2e,=Zn,2,，Cu为正极，电极反应为：Cu,2,2e,=Cu，A项错误；电池总反应为：ZnCu,2,=Zn,2,Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出经导线流向正极，C项正确；负极上因为Zn放电，ZnSO,4,溶液中Zn,2,浓度增大，故盐桥中Cl,移向ZnSO,4,溶液，D项错误。,答案,BC,52/84,角度2.新型化学电池,4,(福建，11),研究人员研制出一个锂水电池，可作为鱼雷和潜艇贮备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池以下说法不正确是()。,A水既是氧化剂又是溶剂,B放电时正极上有氢气生成,C放电时OH,向正极移动,D总反应为：2Li2H,2,O=2LiOHH,2,53/84,解析,在原电池中电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。,答案,C,54/84,5,(安徽理综，12),研究人员最近创造了一个“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差异进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO,2,2Ag2NaCl=Na,2,Mn,5,O,10,2AgCl，以下“水”电池在海水中放电时相关说法正确是()。,A正极反应式：AgCl,e,=AgCl,B每生成1 mol Na,2,Mn,5,O,10,转移2 mol电子,CNa,不停向“水”电池负极移动,DAgCl是还原产物,55/84,解析,A项，AgCl,e,=AgCl应为负极反应式，故错误；B项，负极只有Ag失电子，依据电荷守恒，由总反应式可知B项正确；C项，Na,向正极移动，故错误；D项，AgCl为氧化产物，故错误。,答案,B,56/84,角度1.判断金属活泼性,1,(全国，11),四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，质量降低。据此判断这四种金属活动性由大到小次序是()。,A B,C D,57/84,解析,相连时，外电路电流从流向，说明为负极，为正极，金属活动性：；相连时，为正极，为负极，金属活动性：；相连时，上有气泡逸出，说明为负极，为正极，金属活动性：；相连时，质量减小，说明为负极，为正极，金属活动性：。由此可知，金属活动性：，B项正确。,答案,B,58/84,角度2.电化学腐蚀与防护,2,(山东理综，13),以下与金属腐蚀相关说法正确是()。,59/84,A图a中，插入海水中铁棒，越靠近底端腐蚀越严重,B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金腐蚀速率减小,C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体速率也增大,D图d中，ZnMnO,2,干电池自放电腐蚀主要是由MnO,2,氧化作用引发,60/84,解析,A项，因液面处氧气浓度大且与海水接触，故在液面处铁棒腐蚀最严重；C项，接通开关后形成原电池，Zn腐蚀速率增大，H,在Pt电极上放电产生H,2,；D项，干电池自放电腐蚀是NH,4,Cl产生H,氧化作用引发。,答案,B,61/84,3,(浙江理综，10),将NaCl溶液滴在一块光亮清洁铁板表面上，一段时间后发觉液滴覆盖圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所表示。造成该现象主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。以下说法正确是()。,62/84,A液滴中Cl,由a区向b区迁移,B液滴边缘是正极区，发生电极反应为：,O,2,2H,2,O,4e,=4OH,C,液滴下,Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成Fe,2,由a区向b区迁移，与b区OH,形成Fe(OH),2,，深入氧化、脱水形成铁锈,D若改用嵌有一铜螺丝钉铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生电极反应为：Cu2e,=Cu,2,63/84,解析,Cl,由b区向a区迁移，A错；正极反应为O,2,2H,2,O4e,=4OH,，B正确；由题干知铁板发生吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应，所以C项错；铜螺丝钉作正极，所以D错。,答案,B,64/84,角度3.电池在工农业生产和生活中应用,4,(四川理综，11),一个基于酸性燃料电池原理设计酒精检测仪，负极上反应为：CH,3,CH,2,OH4e,H,2,O=CH,3,COOH4H,。以下相关说法正确是,()。,A检测时，电解质溶液中H,向负极移动,B若有0.4 mol电子转移，则在标准情况下消耗4.48 L氧气,C电池反应化学方程式为：CH,3,CH,2,OHO,2,=CH,3,COOHH,2,O,D正极上发生反应为：O,2,4e,2H,2,O=4OH,65/84,解析,A项，检测时，电解质溶液中H,移向正极；B项，若反应中有0.4 mol电子转移，则在标况下消耗O,2,体积为2.24 L；D项，电解质溶液呈酸性，正极上发生反应为O,2,4e,4H,=2H,2,O。,答案,C,66/84,5,(海南化学，16),新型高效甲烷燃料电池采取铂为电极材料，两电极上分别通入CH,4,和O,2,，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解试验，如图所表示。,67/84,回答以下问题：,(1)甲烷燃料电池正极、负极电极反应分别为_、_；,(2)闭合K开关后，a、b电极上都有气体产生，其中b电极上得到是_，电解氯化钠溶液总反应方程式为,_。,(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准情况)，且反应完全，则理论上经过电解池电量为_(法拉第常数,F,9.6510,4,Cmol,1,，列式计算)，最多能产生氯气体积为_L(标准情况)。,68/84,69/84,70/84,【常见考点】,原电池原理在新型电池中应用原电池原理在工农业生产中应用金属活泼性强弱比较试验探究金属腐蚀快慢原因试验探究,【常考题型】,选择题填空题,71/84,【样题1】,原电池原理在工农业生产和生活中应用,我国大力发展清洁能源产业，以太阳能为代表新能源产业规模发展快速。试完成以下问题：,72/84,73/84,(2)为表达节能减排理念，中国研制出了新型燃料电池汽车，该车装有“绿色心脏”质子交换膜燃料电池。如图是某种质子交换膜燃料电池原理示意图。该电池正极是_(填“a”或“b”，下同)极，工作过程中，质子(H,)透过质子交换膜移动到_极。写出该电池负极反应式为：_。,74/84,(3)最近，合肥开工建设大型太阳能电池板材料生产基地，这种材料主要是高纯度硅，下面关于硅叙述中，正确是,()。,A硅非金属性比碳弱，只有在高温下才能跟氢气起化合反应,BSiO,2,与碳酸钠固体高温条件下反应，说明硅酸酸性强于碳酸,CSiO,2,是酸性氧化物，它不溶于任何酸,D即使硅化学性质不活泼，但在自然界中以化合态存在,E硅是组成矿物和岩石主要元素，硅在地壳中含量在全部元素中居第一位,75/84,76/84,77/84,【样题2】,新型电池开发和利用,(黄冈二模),(1)二甲醚(CH,3,OCH,3,)燃料电池工作原理如图一所表示。,78/84,该电池正极电极反应式为_。,电池在放电过程中，b对应电极周围溶液pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。,79/84,(2)以上述电池为电源，经过导线与图二电解池相连。,X、Y为石墨，a为2 L 0.1 molL,1,KCl溶液，写出电解总反应离子方程式：_。,X、Y分别为铜、银，a为1 L 0.2 molL,1,AgNO,3,溶液，写出Y电极反应式：_。,80/84,(3)室温时，按上述(2)电解一段时间后，取25 mL上述电解后溶液，滴加0.4 molL,1,醋酸溶液得到图三所表示曲线(不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积改变忽略不计)。,结合图三计算，上述电解过程中消耗二甲醚质量为_。,若图三,B,点pH7，则滴定终点在_区间(填“,AB,”、“,BC,”或“,CD,”)。,C,点溶液中各离子浓度大小关系是_。,81/84,82/84,83/84,84/84,