内江市高三化学第一轮复习原电池的应用优质课

2020/3/18化学反应理论隆昌一中邓建友电化学基础(第一课时）化学电源作为宇宙飞船的保障系统对于飞船的发射和运行起着关键性的作用.【考纲解读】基本要求1.理解原电池原理及原电池形成条件.2.能根据已知电池总反应式判断电池正负极，书写电极反应式。发展要求1.初步理解盐桥的作用.2.了解新型化学电池的工作原理.普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池“神六”用太阳能电池一.原电池原理负Zn－2e-=Zn2+氧化正H++2e-=H2↑还原【基础回顾】例如①.Zn电极是____极，其电极反应为_____________，该反应是________反应；②.Cu电极是____极，其电极反应为_______________,该反应_________反应.H2SO4溶液1.概念：原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是____________________反应。将化学能转化为电能自发的氧化还原原电池的工作原理氧化反应Zn-2e-=Zn2+铜锌原电池电解质溶液盐桥还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）外电路内电路2.工作原理知识点小结e-，I（2）电解质溶液（3）形成闭合回路.（4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。（1）两个活动性不同的电极①一种金属和另一种金属（或导电的非金属如:石墨）②金属和金属氧化物（如：铅蓄电池）③两不活泼的导体－石墨或Pt等。（如：燃料电池）3.原电池的形成条件：例：下列哪几个装置能形成原电池？CuZnH2SO4CuFeNaCl溶液CuZn酒精CuZnH2SO4H2SO4ABCEFMnZnZ4OS2HNnZCu4OS2CuCuSO4√√√CuFeNaCl溶液空气【典例精析】ZnSO4CuSO4思考：怎样在不改变上图原有装置的情况下，使其成为原电池？☆盐桥的作用：溶液保持电中性，沟通内电路。盐桥：装饱和KCl溶液和琼胶制成的冻胶。【问题思考】①盐桥成分？②盐桥作用？③装有盐桥的原电池有什么优点？(选修4P71-72)利用反应2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)，设计一个原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。参考答案负极：Cu-2e-=Cu2+正极：2Ag++2e-=2Ag+(-)(+)盐桥CuAgCu(NO3)2溶液AgNO3溶液G如何设计原电池？【小试牛刀】详见教学导案原电池被用在我们生活的方方面面锂离子电池发生了怎样的反应？其电极反应方程式又是怎样的？普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池“神六”用太阳能电池二.化学电源1.一次电池(选修4P75)⑵、银锌电池（电解质为KOH）Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO２+2H２O+2e-=2MnO(OH)+2OH-负极正极Zn+2MnO２+2H２O=Zn(OH)2+2MnO(OH)总反应负极：Zn+2OH-－2e-=Zn(OH)2正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag常见化学电源和电极反应方程式⑴、碱性锌锰电池铅蓄电池PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O总反应：Pb+SO42--2e-=PbSO4负极：正极：2.二次电池PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-阳极PbSO4+2e-=Pb+SO42-阴极放电充电0+4+2(广东，改编)LiFePO4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为深圳大运会绿色能源的新宠。知该电池放电时的电极反应式为：正极：FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4，负极：Li－e－=Li＋。下列说法中正确的是()A．充电时电池反应为FePO4＋Li=LiFePO4B．充电时动力电池上标注“＋”的电极应与外接电源的正极相连C．放电时电池内部Li＋向负极移动D．放电时，在正极上是Li＋得到电子被还原B【小试牛刀】电解液H2O2e-2e-氢气氧气H+OH-A负极正极O2H2H2O3.燃料电池：⑴、氢氧燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式—————————————————————————正极反应式—————————————————————————电池总反应式2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－－4e－=4H2OO2＋4H＋＋4e－=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－2H2＋O2=2H2O思考：如果将氢气换成其它可燃物，电解质溶液为酸性条件(如HCl)或碱性条件(如KOH)的电极反应又该如何书写。【典例精析】例2.［2012·四川］一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－+H2O=CH3COOH+4H＋。下列有关说法正确的是A.检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B.若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应是：O2+4e－+2H2O=4OH－CO2+4e－+4H＋=2H2O2.24正【变式训练】以氨作为燃料的熔融氧化物(含有O2－)燃料电池，具有能量效率高，氨气含氢量高，产物无污染的特点。其工作原理如图所示，下列关于氨固体氧化物燃料电池的说法正确的是()A．该电池工作时的总反应为4NH3＋5O2=4NO＋6H2OB．固体氧化物作为电池工作的电解质，其作用是让电子在电池内移动C．电池工作时，在接触面上发生的电极反应为2NH3＋3O2－－6e－=N2＋3H2OD．外电路的电流方向为从电极a流向电极bC普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池“神六”用太阳能电池三.原电池原理的应用训练。1.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是()A2.［2012·全国大纲理综化学卷11］①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池:①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少.据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④B其主要的知识点可概括为:1.原电池是：一种把化学能转化为电能的装置。2.原电池的三个形成条件是:两极一液成回路,氧化还原是本质.3.原电池电极反应式的书写：注酸碱，重守恒。小结①遵循电荷守恒和质量守恒。②先写出较易电极反应式，然后总反应式减去该电极反应式即得另一电极反应式.③注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应.谢谢大家再见1.［2012·海南化学卷13］肼（N2H4）一空气燃料电池是一种碱性电池，其特点之一是产物无污染。该电池放电时，负极的反应式为____________________________________。2.Harbermann等设计出利用Desulfovibriodesulfurcan菌种生成的硫化物作为介体的微生物燃料电池，电池内部有质子通过，该系统不经任何维护可连续运行5年。该电池的负极反应式为S2－＋4H2O－8e－=SO42-＋8H＋。有关该电池的下列说法中正确的（）A．若有1.12L氧气参与反应，则有0.2mol电子发生转移B.质子由正极移向负极C．该电池的总反应为S2－＋2O2=SO42-D．正极的电极反应式为2O2＋8e－＋4H2O=8OH－【课后作业】2N2H4-4e-+4OH-=2N2+4H2OC3.(11安徽)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－=AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C．Na＋不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物B