2014届高三化学一轮复习课件-第6章-化学反应与能量-电化学基础-第二讲-原电池-化学电源

考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。第二讲原电池化学电源考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘1．新型电池的原理分析，电极判断，电极和电池反应式的书写。2．原电池在能源危机的作用。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘一、原电池1．装置特点：转化为。2．原电池的电极原电池的负极——金属——发生反应——向外电路电子原电池的正极——金属(或惰性电极如石墨)——发生——外电路提供的电子化学能电能活泼氧化不活泼还原反应接受提供考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘3．原电池的构成条件(1)能自发地发生。(2)电解质溶液(构成电路或参加反应)。(3)由还原剂和导体构成极系统，由氧化剂和导体构成极系统。(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考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘4．工作原理(以锌—铜原电池为例，如图所示)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ZnCuZn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu负极正极Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘原电池内部阴、阳离子如何移动？为什么？提示阴离子移向负极、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，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的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。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘原电池的模型中常用盐桥连接，它的作用是什么？能否用一导线代替？提示盐桥的作用是连接两烧杯中的电解质形成闭合回路，通过带电离子的定向移动，平衡烧杯中电解质溶液的电荷，不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘二、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2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－铅蓄电池Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Pb(s)－2e－＋SO2－4(aq)===PbSO4(s)Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2PbO2(s)＋2e－＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)===PbSO4(s)＋2H2O(l)考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘电池负极反应正极反应总反应式氢氧燃料电池酸性2H2－4e－===4H＋O2＋4e－＋4H＋===2H2O2H2＋O2==2H2O碱性2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋4e－＋2H2O===4OH－固体2H2－4e－===4H＋O2＋4e－===2O2－考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？提示可充电电池充电时的电极接法为：考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘一个作用·盐桥的作用(1)使整个装置构成闭合回路，代替两溶液直接接触。(2)平衡电荷。如在Zn/ZnSO4—Cu/CuSO4原电池中Zn失去电子Zn2＋进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液中因Zn2＋增多而带正电荷。同时，CuSO4溶液则由于Cu2＋变成Cu，使得SO2－4相对较多而带负电荷。通过盐桥中阴阳离子定向移动而使两极电解质溶液中正负电荷守恒而保持电中性。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘四个观察原电池的四个判定方法①观察电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)；②观察溶液——两极插入溶液中；③观察回路——形成闭合回路或两极直接接触；④观察本质——原电池反应是自发的氧化还原反应。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘四个规律金属腐蚀的四个规律①电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。②对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。③活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。④对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘我的体会·原电池学习的关键是理解原电池的原理，大家可以画一画原电池的原理图，弄清离子的移向，电子的流向，两极的反应(负氧化正还原)。对于燃料电池要注意燃料在负极反应，O2在正极反应，要注意电解质溶液或传导介质的影响，如碱性条件下，CO2以CO2－3形式存在。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘问题征解在金属的电化学腐蚀中，做氧化剂的只有O2和H＋吗？提示不是。其他氧化性微粒也可以使金属发生电化学腐蚀。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘必考点47原电池正负极的判断方法和电极反应式的书写一、原电池的正负极的判断考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘二、电极反应式的书写1．一般电极反应式的书写考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘2．复杂电极反应式的书写复杂电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式如CH4酸性燃料电池中CH4＋2O2===CO2＋2H2O……总反应式①2O2＋8H＋＋8e－===4H2O……正极反应式②①－②得：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋……负极反应式考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘【典例1】(2012·合肥调研)已知在酸性条件下发生的反应为AsO3－4＋2I－＋2H＋===AsO3－3＋I2＋H2O，在碱性条件下发生的反应为AsO3－3＋I2＋2OH－===AsO3－4＋H2O＋2I－。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么发生偏转？(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。(3)操作Ⅰ过程中C1棒上发生的反应为________________________________________________________________________；考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘(4)操作Ⅱ过程中C2棒上发生的反应为________________________________________________________________________。(5)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K＋移向______烧杯溶液(填“A”或“B”)。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘解析由于酸性条件下发生反应AsO3－4＋2I－＋2H＋===AsO3－3＋I2＋H2O，碱性条件下发生反应AsO3－3＋I2＋2OH－===AsO3－4＋H2O＋2I－都是氧化还原反应。而且满足构成原电池的三大要素：①不同环境中的两电极(连接)；②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)；③形成闭合回路。当加酸时，c(H＋)增大，C1：2I－－2e－===I2，这是负极；C2：AsO3－4＋2H＋＋2e－===AsO3－3＋H2O，这是正极。当加碱时，c(OH－)增大，C1：I2＋2e－===2I－，这是正极；C2：AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O，这是负极。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘答案(1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。(2)(Ⅰ)加酸，c(H＋)增大，AsO3－4得电子，I－失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。(Ⅱ)加碱，c(OH－)增大，AsO3－3失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。故发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同。(3)2I－－2e－===I2(4)AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O(5)A考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘①原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。②判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，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HNO3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。——原电池正负极判断的注意点考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘【应用1】(2013·保定质检)原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列由不同材料组成的原电池，电极反应正确的是()。A．由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋B．由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2C．由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，其正极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘答案D解析由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，Fe作负极，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，A错；由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，电池总反应为2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑，Al作负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O，B错；由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，正极为Pb，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，C错；由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，Al遇浓硝酸钝化，Cu作负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，D对。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘必考点48原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用1．加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。2．比较金属活动性强弱两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。例如，有两种金属a、b，用导线连接后插入到稀H2SO4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a＞b。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘3．用于金属的防护使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池的负极。4．设计电池，制造化学电源如根据以下反应设计的原电池如下表所示：原理负极正极电解质溶液电极反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2CuC(Fe3＋)FeCl3溶液负极：Cu－2e－===Cu2＋正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘5.探究金属腐蚀的快慢规律不同类型的腐蚀规律电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘【典例2】(2012·吉林期末质检)实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()。A．该原电池的正极反应是：Zn—2e－===Zn2＋B．左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡出现D．该