高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 3.1 原電池 化學(xué)電源課件.ppt

第三單元化學(xué)反應(yīng)與能量 第1節(jié)原電池化學(xué)電源 3 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考點一原電池的工作原理及正負(fù)極判斷 落實基礎(chǔ)1 概念原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 2 工作原理如圖以銅鋅原電池為例 1 在ZnSO4溶液中 鋅片逐漸溶解 即Zn被氧化 鋅原子失電子 形成Zn2 進(jìn)入溶液 從鋅片上釋放出的電子 經(jīng)過導(dǎo)線流向Cu 溶液中的Cu2 從銅片上得電子 還原成為Cu并沉積在銅片上 2 電子流向 從負(fù)極流向正極 3 電流方向 從正極 Cu 流向負(fù)極 Zn 4 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 5 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考查角度一原電池的工作原理例1控制適合的條件 將反應(yīng)設(shè)計成如圖所示的原電池 鹽橋裝有瓊脂 硝酸鉀溶液 靈敏電流計的0刻度居中 左右均有刻度 已知接通后 觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn) 下列判斷正確的是 A 在外電路中 電子從石墨電極流向銀電極B 鹽橋中的K 移向乙燒杯C 一段時間后 電流計指針反向偏轉(zhuǎn) 越過0刻度 向左邊偏轉(zhuǎn)D 電流計指針居中后 往甲燒杯中加入一定量的鐵粉 電流計指針將向左偏轉(zhuǎn) 答案 解析 6 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 互動探究 1 把A選項改為 在內(nèi)電路中 電子從石墨電極流向銀電極 是否正確 改為 電流從石墨電極通過靈敏電流計到銀電極 然后通過鹽橋到石墨電極 是否正確 2 把B選項中的 K 改為 是否正確 撤掉鹽橋是否還能構(gòu)成原電池 3 開始時 乙燒杯中發(fā)生的反應(yīng)是氧化反應(yīng) 填 氧化反應(yīng) 或 還原反應(yīng) 答案 1 不正確 電子不能通過電解質(zhì)溶液 正確 從形成閉合回路 由定向移動的粒子形成電流的角度解答 2 正確 不能 7 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 方法指導(dǎo)我們在復(fù)習(xí)原電池的工作原理時要從兩個方面進(jìn)行分析 1 閉合回路 閉合回路實質(zhì)包含兩部分 導(dǎo)線中電子的流向和電解質(zhì)溶液中陰陽離子的流向 兩部分共同構(gòu)成一個完整的閉合回路 注意 無論在原電池還是在電解池中 電子均不能通過電解質(zhì)溶液 導(dǎo)線中的電子 帶負(fù)電荷 是從負(fù)極流向正極 而原電池內(nèi)溶液中陰離子 帶負(fù)電荷 從正極流向負(fù)極 這樣才能形成閉合回路 2 氧化還原反應(yīng) 負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng) 正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng) 3 原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù) 8 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考查角度二原電池正 負(fù)極的判斷例2下列有關(guān)原電池的說法中正確的是 A 在內(nèi)電路中 電子由正極流向負(fù)極B 在原電池中 相對較活潑的金屬作負(fù)極 不活潑的金屬作正極C 原電池工作時 正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D 原電池工作時 可能會伴隨著熱能變化 答案 解析 9 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 方法指導(dǎo)判斷原電池的正負(fù)極需抓住閉合回路和氧化還原反應(yīng)進(jìn)行分析 如圖 注意 原電池的正負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān) 也與電解質(zhì)溶液有關(guān) 不要形成思維定式 活潑金屬一定作負(fù)極 10 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 1 2015全國 微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 其工作原理如圖所示 下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是 A 正極反應(yīng)中有CO2生成B 微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C 質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) 答案 解析 11 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 有關(guān)上述兩種電池說法正確的是 A 鋰離子電池放電時 Li 向負(fù)極遷移B 鋰硫電池充電時 鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C 理論上兩種電池的比能量相同D 上圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 答案 解析 12 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考點二原電池原理的應(yīng)用 落實基礎(chǔ)原電池在化工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中的應(yīng)用1 加快氧化還原反應(yīng)速率一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率增大 例如Zn與稀硫酸反應(yīng)時加入少量的CuSO4溶液能使產(chǎn)生氫氣的速率加快 2 比較金屬活動性強(qiáng)弱金屬分別作原電池的兩極時 一般作負(fù)極的金屬活動性比正極的強(qiáng) 3 用于金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而得到保護(hù) 例如 保護(hù)鐵制輸水管或鋼鐵橋梁 可用導(dǎo)線將其和一塊鋅塊相連 使Zn作原電池的負(fù)極 13 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考查角度一原電池的設(shè)計例1已知電極材料 鐵 銅 銀 石墨 鋅 鋁 電解質(zhì)溶液 CuCl2溶液 NaOH溶液 鹽酸 按要求回答下列問題 1 電工經(jīng)常說的一句口頭禪 銅接鋁 瞎糊弄 所以電工操作上規(guī)定不能把銅導(dǎo)線與鋁導(dǎo)線連接在一起使用 說明原因 2 通常說的燃料電池都以鉑為電極 將燃燒反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 在燃料電池中 可燃物在極反應(yīng) 在另一極反應(yīng) 14 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 3 請運(yùn)用原電池原理設(shè)計實驗 驗證Cu2 Fe3 氧化性的強(qiáng)弱 請寫出電極反應(yīng) 負(fù)極 正極 并在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖 答案 解析 15 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 方法指導(dǎo)設(shè)計制作化學(xué)電源 1 首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng) 2 根據(jù)原電池的反應(yīng)特點 結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) 或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) 如溶解于溶液中的氧氣 但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行 中間連接鹽橋 則兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子 如在Cu Zn 硫酸構(gòu)成的原電池中 負(fù)極Zn浸泡在含有Zn2 的電解質(zhì)溶液中 而正極Cu浸泡在含有Cu2 的電解質(zhì)溶液中 16 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考查角度二判斷金屬活動性例2 四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池 相連時 外電路電流從 流向 相連時 為正極 相連時 上有氣泡逸出 相連時 的質(zhì)量減少 據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是 A B C D 答案 解析 17 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 解析 18 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 方法指導(dǎo) 1 原電池反應(yīng)中 兩極材料本身不一定發(fā)生反應(yīng) 如氫氧燃料電池中兩極本身不參與反應(yīng) 參與反應(yīng)的是H2和O2 2 可充電電池充電時應(yīng)將可充電電池的負(fù)極接外電源的負(fù)極 正極接外電源的正極 3 原電池放電時 正負(fù)極質(zhì)量有可能均增大 如鉛蓄電池放電時正極PbO2生成PbSO4 負(fù)極Pb生成PbSO4 正負(fù)極質(zhì)量均增大 19 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 2015天津理綜 鋅銅原電池裝置如圖所示 其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過 下列有關(guān)敘述正確的是 A 銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B 電池工作一段時間后 甲池的c 減小C 電池工作一段時間后 乙池溶液的總質(zhì)量增加D 陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動 保持溶液中電荷平衡 答案 解析 20 原電池電極反應(yīng)的書寫原電池電極反應(yīng)的書寫是近幾年高考的重點 也是難點 出題形式常常給出信息讓我們書寫一些不常見的電極反應(yīng) 所以同學(xué)們在復(fù)習(xí)本部分知識時 一定不要死記硬背一些電極反應(yīng) 而要掌握方法 這樣才能以不變應(yīng)萬變 注意 1 因為電極反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)的一半 所以書寫時一定要與氧化還原型離子方程式書寫方法相聯(lián)系 2 電極反應(yīng)一定是離子反應(yīng) 21 22 23 24 25 26 2 非水溶液的電極反應(yīng)書寫方法步驟與水溶液中類似 只是步驟4中改用題中所給陰 陽離子配平電荷 27 例2某汽車尾氣分析儀以燃料電池為工作原理測定CO的濃度 其裝置如圖所示 該電池中電解質(zhì)為氧化釔 氧化鈉 其中O2 可以在固體介質(zhì)NAMCON中自由移動 解析 28 3 分析實驗現(xiàn)象 判斷電極反應(yīng)的正誤分析電極及電極區(qū)的pH及實驗現(xiàn)象時 要從電極反應(yīng)入手 分析電解質(zhì)溶液的pH及實驗現(xiàn)象時 要從電池反應(yīng)入手 29 答案 解析 30 B 放電時 交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C 若用NaCl溶液代替鹽酸 則電池總反應(yīng)隨之改變D 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時 交換膜左側(cè)溶液中約減少0 02mol離子 答案 解析 31 2 2015四川理綜 FeSO4在一定條件下可制得FeS2 二硫化亞鐵 納米材料 該材料可用于制造高容量鋰電池 電池放電時的總反應(yīng)為 答案 解析 32 3 NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一 通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量 其工作原理示意圖如下 1 Pt電極上發(fā)生的是 填 氧化 或 還原 反應(yīng) 2 寫出NiO電極的電極反應(yīng) 答案 解析 33 2 1 3 4 6 5 考點一原電池的工作原理及正負(fù)極判斷1 銅鋅原電池裝置 如圖 下列分析正確的是 A 一段時間后兩燒杯中c Zn2 c Cu2 均減小B 原電池工作時 Cu電極流出電子 發(fā)生氧化反應(yīng)D 鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂 其作用是傳遞電子 答案 解析 34 2 1 3 4 6 5 2 甲醇燃料電池體積小巧 潔凈環(huán)保 理論能量比高 已在便攜式通信設(shè)備 汽車等領(lǐng)域應(yīng)用 某新型甲醇燃料電池的總反應(yīng)為下圖是該燃料電池的示意圖 下列說法錯誤的是 A 燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B a是甲醇 b是氧氣C 質(zhì)子從M電極區(qū)穿過交換膜移向N電極區(qū) 答案 解析 35 4 3 1 2 6 5 3 某小組為研究原電池原理 設(shè)計如圖裝置 下列敘述正確的是 A 裝置 銅片上有O2逸出B 裝置 鋅片溶解 發(fā)生還原反應(yīng)D 裝置 外電路中 電子從鋅電極流向銅電極 答案 解析 36 4 3 1 2 6 5 考點二原電池原理的應(yīng)用4 下列有關(guān)說法正確的是 A PbO2具有氧化性和導(dǎo)電性 可用作鉛蓄電池負(fù)極材料B 鉛蓄電池放電過程中 正極質(zhì)量增加 負(fù)極質(zhì)量減小C 下圖表示Zn Cu原電池反應(yīng)過程中的電流強(qiáng)度的變化 T時可能加入了H2O2D 鋅錳干電池石墨棒是正極 MnO2是氧化劑 鋅錳干電池是二次電池 可以反復(fù)充電 答案 解析 37 6 5 3 1 2 4 5 有A B C D E五塊金屬片 進(jìn)行如下實驗 A B用導(dǎo)線相連后 同時浸入稀硫酸中 A極為負(fù)極 C D用導(dǎo)線相連后 同時浸入稀硫酸中 電流由D 導(dǎo)線 C A C相連后 同時浸入稀硫酸中 C極產(chǎn)生大量氣泡 B D相連后 同時浸入稀硫酸中 D極發(fā)生氧化反應(yīng) 用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液 E先析出 據(jù)此 判斷五種金屬的活動性順序是 A A B C D EB A C D B EC C A B D ED B D C A E 答案 解析 38 6 5 3 1 2 4 6 如圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖 該電池的工作溫度為320 左右 電池反應(yīng)為2Na xSNa2Sx 正極的電極反應(yīng)為 M 由Na2O和Al2O3制得 的兩個作用是 與鉛蓄電池相比 當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時 鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的倍 答案 解析