2016《创新设计》高考化学大一轮复习(江苏专用)配套课件6-3原电池原理及应用-2

知识串讲考点精练考点二化学电源知识串讲考点精练1．一次电池(碱性锌锰干电池)。碱性锌锰干电池的工作原理如图：知识串讲考点精练2．二次电池(以铅蓄电池为例)知识串讲考点精练(1)放电时的反应①负极反应：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4；②正极反应：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O；③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。(2)充电时的反应①阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4；②阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4；③总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。知识串讲考点精练3．燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总反应式2H2＋O2===2H2O知识串讲考点精练要点提取原电池中电极反应式的书写(1)如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极反应规律写电极反应式。(2)如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素化合价的变化情况)，再选择一个简单变化情况写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。知识串讲考点精练(3)需要特别指出，对于可逆电池的反应，需要看清楚“充电”、“放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解原理。(4)原电池电极反应式的书写一定要考虑介质的影响。知识串讲考点精练【互动思考】1．可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？答案知识串讲考点精练2．(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将______，溶液的pH将_______________。(填“减小”、“增大”或“不变”)(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将______，溶液的pH将___________________________。(填“减小”、“增大”或“不变”)答案(1)减小减小(2)减小增大知识串讲考点精练[示向题组]1．(2014·北京理综，8)下列电池工作时，O2在正极放电的是()。A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池知识串讲考点精练解析氢燃料电池中，负极上H2放电，正极上O2放电，A、C、D中均不存在O2放电，故选B。答案B知识串讲考点精练2．(高考题汇编)(1)(2012·江苏，20(3))铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为___________。(2)(2011·江苏，18(2))银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_____________。知识串讲考点精练(3)[2013·四川，11(4)]以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2该电池反应的化学方程式是______________。(4)[2012·海南，13(4)]肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为___________________。(5)[2012·山东，28(5)]利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为__________________。知识串讲考点精练解析电池中还原剂是铝，氧化剂是AgO，所以发生的电池反应是2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O。(2)放电时正极发生还原反应，负极发生氧化反应，反应的化学方程式为：Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag。(3)由于NaOH溶液的存在，Al被氧化生成NaAlO2而不是生成Al(OH)3，故电池反应的化学方程式为：Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2。知识串讲考点精练(4)该燃料电池中N2H4在负极发生氧化反应，其电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑。(5)电池反应的总方程式为2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O，负极电极反应式为2Cu－4e－===2Cu2＋，将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式：4H＋＋O2＋4e－===2H2O。知识串讲考点精练答案(1)2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O(2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag(3)Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2(4)N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑(5)4H＋＋O2＋4e－===2H2O知识串讲考点精练【考向揭示】由以上题组训练，可得出本考点的基本命题方向如下：1．常见新型电池如燃料电池、可充电电池的判断2．原电池电极反应式和电池反应方程式的书写知识串讲考点精练[跟进题组]1．某新型氢氧燃料充电电池采用了特殊金属合金材料，可以将氢以固态存储在固态金属合金(M表示固态金属合金)的基体中，与通常的压缩氢气罐相比，其安全系数也很高，并且易于氢气的充放。下列有关说法中正确的是()。A．该氢燃料充电电池是将电能转化为化学能B．固态金属合金作还原剂C．该电池工作过程中的总反应为H2＋M===MH2D．该电池反应的最终产物为H2O答案D知识串讲考点精练2．(2014·新课标全国卷Ⅱ，12)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()。A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移知识串讲考点精练解析由图可知，b极(Li电极)为负极，a极为正极，放电时，Li＋从负极(b)向正极(a)迁移，A项、D项正确；该电池放电时，负极：xLi－xe－===xLi＋，正极：Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，a极Mn元素的化合价发生变化，C项错误；由放电反应可得充电时的反应，B项正确。答案C知识串讲考点精练3．(2013·全国新课标Ⅱ，11)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()。知识串讲考点精练A．电池反应中有NaCl生成B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C．正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动知识串讲考点精练解析结合蓄电池装置图，利用原电池原理分析相关问题。A项，负极反应为Na－e－===Na＋，正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有NaCl生成；B项，电池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C项，正极上NiCl2发生还原反应，电极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D项，钠在负极失电子，被氧化生成Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移动。答案B知识串讲考点精练【思维建模】电极反应式书写的三个步骤列物质标得失—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，找出得失电子的数量。看环境配守恒—电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等，并加以配平。两式加验总式—两电极反应式相加，与总反应离子方程式对照验证。