年高考化学复习探究化学能转化为电能原电池公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,第1页,第1页,考,纲,解,读,考,点,展,示,1.理解原电池工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。,2.理解常见化学电源种类及其工作原理。,1.原电池工作原理分析，尤其是带盐桥原电池装置。,2.依据所给自发进行反应设计原电池，并能绘制装置图。,3.理解惯用化学电源结构及新型电源工作原理。,第2页,第2页,一、原电池,1(泉州模拟)如图所表示装置能够构成原电池产生电流是_,解析,：依据构成原电池三个条件分析：A中两电极相同；C中Zn应放入ZnSO,4,溶液，Cu应放入CuSO,4,溶液才可；D中没有构成闭合回路；E中酒精是非电解质；只有B符合条件。,答案,：B,第3页,第3页,1,概念,将,转化为,装置。,2,本质,自发,反应。,3,工作原理,(以锌铜原电池为例)：,化学能,电能,氧化还原,第4页,第4页,4.组成条件,(1)含有两个 不同电极(金属和金属或金属和非金属导体)。,(2)含有 溶液。,(3)形成 (或在溶液中相互 )。,活泼性,电解质,闭合电路,接触,第5页,第5页,二、常见化学电源,25月20日美国宇航员为哈勃望远镜装上了新太阳能电池，使其服役期将延长至年。各式各样电池发展是化学对人类一项重大奉献。下列相关电池叙述正确是(),A太阳能电池不属于原电池,B锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细,C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原,D锂离子电池长处是提供相同电量所需金属质量小,解析：太阳能电池直接将太阳能转化为电能，不属于原电池，A正确；B项碳棒为正极，发生还原反应，故不会变细；C项H2在负极发生氧化反应；D正确。,答案：AD,第6页,第6页,1,一次电池,碱性锌锰干电池,(1)负极材料：,，正极材料：,，电解质：KOH。,(2)电极反应：,负极：,，,正极：,，,总反应：Zn2MnO,2,2H,2,O=2MnOOHZn(OH),2,。,Zn,MnO,2,Zn2e,2OH,=Zn(OH),2,2MnO,2,2e,2H,2,O=2MnOOH2OH,第7页,第7页,第8页,第8页,3,燃料电池,(1)氢氧燃料电池是当前最成熟燃料电池,(2)燃料电池电极本身 活性物质，燃料和氧化剂连续地由 供应。,(3)充电电池是指既能将化学能转变成电能(即放电)又能将电能转变成化学能(充电)一类特殊电池。充放电反应不能了解为可逆反应(充、放电反应条件不同)。,不包括,外部,第9页,第9页,三、金属腐蚀与防护,3如图所表示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢顺序为_。,答案,：,第10页,第10页,1,金属腐蚀类型,化学腐蚀与电化学腐蚀,第11页,第11页,2.,析氢腐蚀与吸氧腐蚀,(,以,Fe,为例,),比较,第12页,第12页,3.金属腐蚀普通规律,(1)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。,(2)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。,(3)活泼性不同两金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。,(4)对同一个电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,(5)O2浓度越大，腐蚀越快。,第13页,第13页,第14页,第14页,4,金属防护,(1)利用原电池原理,保护法。在被保护钢铁设备上装上若干较活泼金属如,，让被保护金属作原电池,，比如在船舶外壳装上锌块。,(2)利用电解池原理,保护法。用被保护钢铁设备作,，惰性电极作,，外接直流电源。,5,其它办法,改变金属内部结构，如,；加涂防护层如,、,、,等办法牺牲阳极阴极,锌,正极,外加电源阴极,阴极,阳极,不锈钢,电镀,喷漆,涂油脂,第15页,第15页,原电池工作原理,1,原电池工作原理,尤其提醒,分析原电池时从负极发生氧化反应，正极发生还原反应入手。,第16页,第16页,(高考福建理综)控制适合条件，将反应2Fe32I,2Fe2I2设计成以下图所表示原电池。以下判断不正确是(),思绪点拨,本题突破口：,(1)分析反应开始时，甲、乙两池中得电子(或失电子)物质，然后判断正负极。,(2)从化学平衡移动入手。,A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应,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，反应达到化学平衡状态,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,第17页,第17页,听课统计,装置乙中I,失去电子放电，故乙中石墨电极上发生氧化反应，选项A正确；由总反应化学方程式知，Fe,3,被还原成Fe,2,，选项B正确；当电流计读数为零时，则阐明电路中没有电子发生转移，可证实反应达到平衡，选项C正确；加入FeCl,2,，电离产生Fe,2,，该离子存在造成平衡逆向移动，则Fe,2,失去电子生成Fe,3,，装置甲中石墨作为负极，选项D错。,【答案】,D,第18页,第18页,1用下列装置和试剂构成一个原电池(如图)，下列叙述正确是(),A该电池负极反应为：Ag,e,=Ag,B将铜片浸入AgNO,3,溶液中发生化学反应与该原电池反应相同,C在外电路中，电子由银电极流向铜电极,D试验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作,解析,：,负极应失电子，A错；Cu为负极，电子应从Cu流入Ag，C错；取出盐桥，不能形成闭合电路，D错。,答案,：,B,第19页,第19页,原电池正负极判断,及电极反应式书写,1,正、负极判断,尤其提醒,原电池中放出气体一定是H,2,。,第20页,第20页,2,电极反应式书写,(1)普通电极反应式书写,第21页,第21页,尤其提醒,(1)书写电极反应式时，注意介质是否参与反应。碱性介质电极反应中不能出现H,，酸性介质电极反应中不能出现OH,。,(2)燃料电池正极(O,2,作氧化剂),反应式普通为：,酸性条件：O,2,4e,4H,=2H,2,O,碱性或中性条件：O,2,4e,2H,2,O=4OH,高温无水固体电解质：O,2,4e,=2O,2,第22页,第22页,天津是我国研发和生产锂离子电池主要基地。锂离子电池正极材料是含锂二氧化钴(LiCoO,2,)，充电时LiCoO,2,中Li被氧化，Li,迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C,6,)中，以LiC,6,表示。电池反应为LiCoO,2,C,6,CoO,2,LiC,6,，下列说法正确是(),A充电时，电池负极反应为LiC,6,e,=Li,C,6,B放电时，电池正极反应为CoO,2,Li,e,=LiCoO,2,C羧酸醇等含活泼氢有机物可用作锂离子电池电解质,D锂离子电池比能量(单位质量释放能量)低,思绪点拨,(1)审准题再分析，放电时是原电池，充电时是电解池,(2)结合Li性质分析判断。,第23页,第23页,听课统计,在充电时，电池负极接外电源负极，为阴极，发生是还原反应Li,C,6,e,=LiC,6,，故A错误。在放电时电池正极是Li,(CoO,2,)得电子，故B正确。电池电解质不也许是能与Li反应有活泼氢物质，那样将会产生H,2,，故C不正确。由于Li摩尔质量小，单位质量锂产生电量最大，故D不正确。,【答案】,B,第24页,第24页,解析,：在正极O,2,得电子生成O,2,，故O,2,由正极移向负极故A和D错，C对；本电池是高温熔融盐作电解质，无OH,参与，B错。,答案,：C,第25页,第25页,原电池原理应用,1,加快化学反应速率,理论上，氧化还原反应均可设计成原电池，因有电流产生，加快了电子转移，从而加快了化学反应速率，如：试验室利用Zn与稀H,2,SO,4,反应制取H,2,时，稀H,2,SO,4,中滴入几滴CuSO,4,溶液，从而加快了H,2,逸出。,2,比较金属活泼性,据溶解(或质量减轻)为负极，质量增长(或产气愤泡)为正极，结合负极活泼性正极活泼性，便作出结论。,3,用于金属防护,使被保护金属制品作原电池正极而得到保护。比如，要保护一个铁制输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池负极。,第26页,第26页,4,设计原电池,(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；,(2)电极材料选择,在原电池中，选择还原性较强物质作为负极；活动性较弱物质作为正极。并且，原电池电极必须导电。电池中负极必须能够与电解质溶液反应。,(3)电解质溶液选择,电解质溶液普通要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解其它物质能与负极发生反应(如空气中氧气)。但假如两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中电解质溶液应选择与电极材料相同阳离子。如在铜锌构成原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn,2,电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu,2,溶液中。,第27页,第27页,(4)按要求画出原电池装置图。,如依据下列反应设计原电池：,第28页,第28页,(无锡模拟)依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计原电池如图所表示，其中盐桥为琼胶饱和KNO3盐桥。,请回答下列问题：,(1)电极X材料是_；,电解质溶液Y是_；,(2)银电极为电池_极，写出两电极电极反应式：,银电极：_；,X电极：_。,(3)外电路中电子是从_电极流向_电极。,第29页,第29页,思绪点拨,解题要点：,(1)将总反应拆成两个半反应。,(2)分析电极材料X和溶液Y应当是什么？,听课统计,依据题给原电池反应可知，负极材料为铜，正极材料为Ag。,【答案】,(1)铜AgNO,3,溶液,(2)正Ag,e,=AgCu2e,=Cu,2,(3)铜(X)Ag(4)B,第30页,第30页,3将2Fe,3,Cu=2Fe,2,Cu,2,设计成一个原电池，画出装置图(带盐桥)，标明正、负极，写出电极反应式。,电极反应：负极：_，,正极：_。,答案,：,负极：Cu2e,=Cu,2,正极：2Fe,3,2e,=2Fe,2,第31页,第31页,1关于如图所表示原电池，下列说法正确是(),A电子从锌电极通过电流表流向铜电极,B盐桥中阴离子向硫酸铜溶液中迁移,C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应,D铜电极上发生电极反应是2H,2e,=H,2,解析,：由原电池装置图可知，负极为Zn，发生反应：Zn2e,=Zn,2,；正极为Cu，发生反应：Cu,2,2e,=Cu。盐桥中阴离子向ZnSO,4,溶液中迁移，阳离子向CuSO,4,溶液中迁移。因此正确答案为A。,答案,：,A,第32页,第32页,2(海口模拟)某学生欲完毕Cu2Ag=2AgCu2反应，设计了下列四个试验，可行是(),解析：A项中Cu、Ag均不能与盐酸反应；B项Cu、Ag也均不与CuSO4溶液反应；D项Ag与CuSO4溶液也不反应。故只有C项正确。,答案：C,第33页,第33页,3(济南模拟)镁及其化合物普通无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池成为人们研制绿色原电池关注焦点。其中一个镁原电池反应为xMgMo3S4 MgxMo3S4；在镁原电池放电时，下列说法错误是(),答案：,C,第34页,第34页,4下列相关金属腐蚀与防护说法正确是(),A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗,B当镀锡铁制品镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用,C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极阴极保护法,D可将地下输油钢管与外加直流电源正极相连以保护它不受腐蚀,解析：,当镀层破损时，SnFe可形成原电池，Fe作为负极加快了腐蚀速度，B项错；海轮外壳与Zn块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护Fe正极(阴极)，因此C项正确；外加电源保护法应当将被保护金属与电源负极相连作阴极，故D不正确。,答案：,AC,第35页,第35页,5原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答下列问题：,(1)肼(N,2,H,4,)又称联氨，是一个可燃性液体，可用作火箭燃料。肼空气燃料电池是一个碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是20%30%KOH溶液。肼空气燃料电池放电时：正极电极反应式是_；,负极电极反应式是_。,(2)有些人设想寻求适当催化剂和电极材料，以N,2,、H,2,为电极反应物，以HClNH,4,Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。试写出该电池正极反应式_。,(3)请利用原电池原理设计试验，验证Cu,2,、Fe,3,氧化性强弱。请画出试验装置图并写出电极反应式。,第36页,第36页,解析,：(1)氧气在正极上发生还原反应生成氢氧根离子，肼在负极上被氧化转化为无污染氮气和H,2,O。,(2)相称于氮气和氢气先合成氨，然后结合盐酸生成氯化铵。,(3)三价铁离子能够氧化铜生成铜离子，从而设计成原电池证实该结论。,(3),正极反应：,2Fe,3,2e,=2Fe,2,负极反应：,Cu,2e,=Cu,2,第37页,第37页,金属腐蚀条件探究,(高考海南卷)如何预防铁锈蚀是工业上研究重点内容。为研究铁锈蚀影响原因，某同窗做了下列探究试验：,第38页,第38页,回答下列问题：,(1)上述试验中发生了电化学腐蚀是(填试验序号)_；在电化学腐蚀中，负极反应是_；,正极反应是2)由该试验可知，能够影响铁锈蚀速率原因是_。,(3)为预防铁锈蚀，工业上普遍采用办法是_,(答两种办法)。,【答案】,(1)3、4、5、6Fe2e,=Fe,2,(或2Fe4e,=2Fe,2,)2H,2,OO,2,4e,=4OH,(2)湿度、温度、O,2,浓度、电解质是否存在,(3)电镀等表面覆盖保护膜法、牺牲阳极阴极保护法,第39页,第39页,正确理解焓变(,H,)几种表示方式,第40页,第40页,(1)H吸取能量释放能量,(2)H生成物能量反应物能量,若反应物所含有总能量高于生成物总能量，反应放热；,若反应物所含有总能量低于生成物总能量，反应吸热。,(3)H反应物键能之和生成物键能之和,反应物键能越小，稳定性越弱，能量越高，破坏它需要能量越小；生成物键能越大，稳定性越强，能量越低，释放能量越大。,即使表示方式不同，但表示意义是相同，做关于该方面题目时，要注意分清H是以何种形式给出。,第41页,第41页,已知H,2,(g)1/2O,2,(g)=H,2,O(g)，反应过 程中能量改变如图：请回答下列问题：,(1)图像中,E,1,E,2,代表意义：_。,(2)该反应是_反应(填,“,吸热,”,或,“,放热,”,)，,H,_(填“0”)。,规范解答,由图像可知，反应物是氢气和氧气，生成物为水，其中,E,1,为拆开1 mol HH键和 mol O,2,中化学键所吸取能量，,E,2为生成2 mol HO键所释放能量，由于,E,2,E,1,，故,E,1,E,2,0，该反应是放热反应。,【答案】,(1)反应热(2)放热,c,(H,)，溶液显碱性，因此电极附近溶液变红色。因此只有A选项正确。,答案,：A,第50页,第50页,可充电电池分析,1可充电电池有充电和放电两个过程，放电发生是原电池反应，充电发生是电解反应。充电电极反应与放电电极反应过程相反，充电时阳极反应为放电时正极反应逆过程，充电时阴极反应为放电时负极反应逆过程。以铅蓄电池为例，该过程可结合图示分析。,第51页,第51页,第52页,第52页,2书写可充电电池电极反应式，普通是先写放电电极反应，往往负极反应式较容易写出，正极反应式较难写出，此时可先书写负极反应式，然后用电池反应式减去负极反应式即得正极反应式。书写电极反应式时，不要忽略了两极产生离子是否与电解质溶液发生反应。,第53页,第53页,(高考浙江理综)市场上经常见到标识为Liion电池称为“锂离子电池”。它负极是金属锂和碳复合材料(碳作为金属锂载体)，电解质为一个能传导Li高分子材料。这种锂离子电池电池反应式为：,Li2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2,下列说法不正确是(),A放电时，负极电极反应式：Lie=Li,B充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应,C该电池不能用水溶液作为电解质,D放电过程中Li向负极移动,第54页,第54页,规范解答,这类题，在拟定两极后，先考虑放电各种情况，再考虑充电各种情况。放电时，Li作负极，失电子，A项正确，生成Li,从负极移向正极，D项错。充电是放电逆反应，从总方程式可知，此时Li,0.85,NiO,2,既发生氧化反应又发生还原反应，B项正确。C项，由于Li能够与水反应，故电解质不能用水溶液，正确。,【答案】,D,第55页,第55页,第56页,第56页,答案,：D,第57页,第57页,计算反应热时忽略晶体结构,通常把拆开1 mol某化学键所吸取能量当作该化学键键能。键能大小能够衡量化学键强弱，也可用于估算化学反应反应热(,H,)，化学反应,H,等于反应中断裂旧化学键键能之和与反应中形成新化学键键能之和差。下面列举了一些化学键键能数据，供计算用。,第58页,第58页,【错因分析】,依据题设信息，,H,4,360 kJmol,1,2,436 kJmol,1,(1,176 kJmol,1,4,431 kJmol,1,)412 kJmol,1,，错选A，忽略硅晶体结构；假如理解新信息能力差，认为反应热等于产物键能总和与反应物键能总和之差，错选D。,【正确解法】,SiCl,4,、H,2,和HCl分子中共价键数目容易计算，而产物中硅属于原子晶体，依据原子晶体结构计算晶体硅中共价键数目。1 mol晶体Si中所含SiSi键为2 mol，即制取高纯硅反应反应热,H,4,360 kJmol,1,2,436 kJmol,1,(2,176 kJmol,1,4,431 kJmol,1,)236 kJmol,1,。,【答案】,C,第59页,第59页,对,“,二次电池,”,概念不理解，造成错误,下列相关电池说法不正确是(),A手机上用锂离子电池属于二次电池,B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极,C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能,D锌锰干电池中，锌电极是负极,【错因分析】,假如不理解,“,二次电池,”,含义，会错选A项。,【正确解法】,本题考察电池原理，涉及电池分类、电子流向、能量转化形式、电极判断等。二次电池也就是充电电池，A选项正确；铜锌原电池中，铜为正极锌为负极，锌失电子，电子通过外电路导线流向铜电极(正极)，B选项错误；燃料电池将化学能转化为电能，对外放电，C选项正确；锌锰干电池中锌为负极，石墨为正极，D选项正确。,【答案】,B,第60页,第60页,第61页,第61页,不清楚原电池、电解池原理，,造成对产物成份判断错误,串联电路中四个电解池分别装有0.05 molL,1,下列溶液，用惰性电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液pH最小是(),AKNO,3,BNaCl,CAgNO,3,DCuCl,2,【错因分析】,假如不清楚离子放电顺序，认为电解氯化钠溶液或氯化铜溶液会生成盐酸，会错选B或D。,第62页,第62页,【正确解法】,电解KNO,3,溶液实质是电解水，pH不变。电解NaCl溶液，H,在阴极上放电，阴极附近OH,浓度变大；阳极上Cl,放电，阳极区域H,、OH,浓度基本不变，整个溶液,pH变大。电解AgNO,3,溶液，阴极Ag,放电；阳极OH,放电，阳极区域H,浓度变大，溶液pH变小。电解CuCl,2,溶液，H,或OH,都没有放电，但CuCl,2,是强酸弱碱盐，水解后溶液呈酸性，因此若CuCl,2,完全电解后，假如不考虑Cl,2,溶于水生成HCl和HClO，溶液呈中性，pH增大(事实上由于生成HCl、HClO，溶液呈弱酸性)。,【答案】,C,第63页,第63页,电极方程式书写规范,第64页,第64页,第65页,第65页,