高三化學(xué)復(fù)習(xí)原電池 化學(xué)電源PPT課件

1、第1頁(yè)/共40頁(yè) 考綱定標(biāo)1了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池 總反應(yīng)式。2了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。第2頁(yè)/共40頁(yè) 熱點(diǎn)定位1原電池的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫。2了解常用化學(xué)電源的構(gòu)造及新型電源的工作原理， 尤其是可充電電池的充放電過程。3根據(jù)所給自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池，并能繪制 裝置圖。第3頁(yè)/共40頁(yè)1理解原電池概念的2個(gè)方面：(1)能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；(2)反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)。2掌握原電池的兩極反應(yīng)類型：(1)負(fù)極：發(fā)生氧化反應(yīng)；(2)正極：發(fā)生還原反應(yīng)。第4頁(yè)/共40頁(yè)3熟記原電池構(gòu)成的3個(gè)條件：(1)兩個(gè)活潑性不同的電極(常見為金屬或石墨)；(

2、2)兩電極插入電解質(zhì)溶液中；(3)形成閉合回路。4明確原電池原理的4個(gè)應(yīng)用：(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率；(2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱；(3)用于金屬的防護(hù)；(4)制作化學(xué)電源。第5頁(yè)/共40頁(yè)第九章第一節(jié)抓基礎(chǔ)析考點(diǎn)提能力第6頁(yè)/共40頁(yè)第7頁(yè)/共40頁(yè)一、原電池的工作原理一、原電池的工作原理 有下述裝置：有下述裝置：第8頁(yè)/共40頁(yè) 其中能形成原電池的是其中能形成原電池的是 ，該原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)，該原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生生 ，電極反應(yīng)式為，電極反應(yīng)式為 ；正極發(fā)；正極發(fā)生生 ，電極反應(yīng)式為，電極反應(yīng)式為 ；電池總；電池總反應(yīng)式為反應(yīng)式為 。B氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Cu2e=Cu22Ag2e=2A

3、gCu2Ag=Cu22Ag第9頁(yè)/共40頁(yè)二、常見化學(xué)電源1一次電池(堿性鋅錳電池)反應(yīng)原理：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH。負(fù)極反應(yīng)： 。正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH。2二次電池(鉛蓄電池)反應(yīng)原理：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。負(fù)極反應(yīng)： 。正極反應(yīng)：。Zn2OH2e=Zn(OH)2PbO24HSO2e=PbSO42H2O第10頁(yè)/共40頁(yè)3 3燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。酸性酸性堿性堿性負(fù)極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式O24H4e=2H2O

4、O22H2O4e=4OH電池總反應(yīng)式電池總反應(yīng)式2H2O2=2H2O第11頁(yè)/共40頁(yè)第12頁(yè)/共40頁(yè)1 1正、負(fù)極的判斷正、負(fù)極的判斷第13頁(yè)/共40頁(yè)2.電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫( (1) )一般電極反應(yīng)式的書寫：一般電極反應(yīng)式的書寫：第14頁(yè)/共40頁(yè)(2)(2)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫：第15頁(yè)/共40頁(yè)特別提醒特別提醒（1）原電池正、負(fù)極的判斷基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)，如果給）原電池正、負(fù)極的判斷基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)，如果給 出一個(gè)化學(xué)方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價(jià)出一個(gè)化學(xué)方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價(jià) 的升降來判斷。發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，發(fā)生還原的升降來判斷。發(fā)

5、生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，發(fā)生還原 反應(yīng)的一極為正極。反應(yīng)的一極為正極。（2）當(dāng)兩電極都與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時(shí)，活潑的電極作負(fù)極，）當(dāng)兩電極都與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時(shí)，活潑的電極作負(fù)極， 不活潑的電極作正極；當(dāng)只有一極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時(shí)，不活潑的電極作正極；當(dāng)只有一極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時(shí)， 與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的電極作負(fù)極，另一極作正極。與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的電極作負(fù)極，另一極作正極。第16頁(yè)/共40頁(yè)例例1（2011新課標(biāo)高考）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電新課標(biāo)高考）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：時(shí)的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列。下列有關(guān)該電池的說法

6、不正確的是有關(guān)該電池的說法不正確的是（ ）A.電池的電解液為堿性溶液，正極為電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為、負(fù)極為FeB.電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為 Fe+2OH-2e- = Fe(OH)2C.電池充電過程中，陰極附近溶液的電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低降低D.電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH-2e- =Ni22O3+3H2O.第17頁(yè)/共40頁(yè)解析解析本題考查充電電池的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)充本題考查充電電池的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)充電電池正負(fù)極的判斷及書寫電極反應(yīng)的能力。在鐵鎳蓄電池電電池正負(fù)極的判斷及書寫

7、電極反應(yīng)的能力。在鐵鎳蓄電池中，中，F(xiàn)e是負(fù)極，是負(fù)極，Ni2O3是正極，由于生成是正極，由于生成Fe(OH) 2,則電解液則電解液為堿性溶液，故為堿性溶液，故A正確；電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：正確；電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為： Fe+2OH-2e- = Fe(OH)2 ，故，故B正確；電池充電時(shí)，陰極反正確；電池充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為：應(yīng)式為： Fe(OH)2 + 2e- = Fe+2OH-，陰極附近溶液，陰極附近溶液pH升升高，故高，故C錯(cuò)誤；由充電時(shí)的總反應(yīng)式減去陰極反應(yīng)式，可得錯(cuò)誤；由充電時(shí)的總反應(yīng)式減去陰極反應(yīng)式，可得到陽(yáng)極反應(yīng)式，到陽(yáng)極反應(yīng)式，D正確。正確。答案答案 C第18頁(yè)/共40頁(yè)可

8、充電電池充電時(shí)的電極接法第19頁(yè)/共40頁(yè)1雙選題雙選題(2010廣東高考廣東高考)銅鋅原電池(如圖)工作時(shí)，下列 敘述正確的是()第20頁(yè)/共40頁(yè)A正極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2B電池反應(yīng)為：ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液第21頁(yè)/共40頁(yè)解析解析：本題考查原電池，意在考查考生對(duì)原電池工作原理的本題考查原電池，意在考查考生對(duì)原電池工作原理的分析能力。該電池中分析能力。該電池中Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為：為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2，Cu為正極，電極反應(yīng)為：為正極，電極反應(yīng)為：Cu22e=Cu，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池總反應(yīng)為：項(xiàng)錯(cuò)誤；電池總反應(yīng)

9、為：ZnCu2=Zn2Cu，B項(xiàng)正項(xiàng)正確；原電池工作時(shí)，外電路中電子由負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正確；原電池工作時(shí)，外電路中電子由負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極，極，C項(xiàng)正確；負(fù)極上由于項(xiàng)正確；負(fù)極上由于Zn放電，放電，ZnSO4溶液中溶液中Zn2的濃的濃度增大，故鹽橋中的度增大，故鹽橋中的Cl移向移向ZnSO4溶液，溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BC第22頁(yè)/共40頁(yè)2(2011海南高考海南高考)一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為H22OH2e=2H2ONiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OH當(dāng)為電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是()AH2O的還原BNiO(OH)的還原CH2的氧化 DNi(OH

10、)2的氧化第23頁(yè)/共40頁(yè)解析：由題中給出的電極反應(yīng)可判斷出做原電池時(shí)，H2是還原劑被氧化，NiO(OH)是氧化劑被還原，則充電時(shí)H2是還原產(chǎn)物，NiO(OH)是氧化產(chǎn)物，與外電源正極相連的是陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以“Ni(OH)2的氧化”正確。答案：D第24頁(yè)/共40頁(yè)1 1加快氧化還原反應(yīng)的速率一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。例如，在ZnZn與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuSOCuSO4 4溶液能使產(chǎn)生H H2 2的反應(yīng)速率加快。2 2比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。第25頁(yè)/共40頁(yè)3 3用于金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬制

11、品作原電池正極而得到保護(hù)。例如，要保護(hù)一個(gè)鐵制的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。4 4設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源 設(shè)計(jì)原電池時(shí)要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是：(1)(1)首先將已知的氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)；(2)(2)根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、 負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。第26頁(yè)/共40頁(yè)電極材料的選擇：電極材料的選擇：在原電池中，選擇還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極；氧化性較強(qiáng)在原電池中，選擇還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極；氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，并且，原電池的電極必須導(dǎo)電，負(fù)極必須的物質(zhì)作為正極，并且，原電池的電極必須導(dǎo)電，負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶

12、液或其中溶解的物質(zhì)反應(yīng)。能夠與電解質(zhì)溶液或其中溶解的物質(zhì)反應(yīng)。電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)電解質(zhì)溶液或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)(如空氣中的如空氣中的氧氣氧氣)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行器中進(jìn)行(中間連接鹽橋中間連接鹽橋)，則左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液，則左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽(yáng)離子。如在銅應(yīng)選擇與電極材料相同的陽(yáng)離子。如在銅-鋅構(gòu)成的原電池鋅構(gòu)成的原電池中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有Zn2的電解質(zhì)溶液中，而正極金的電解質(zhì)溶液中

13、，而正極金屬銅浸泡在含有屬銅浸泡在含有Cu2的電解質(zhì)溶液中。的電解質(zhì)溶液中。第27頁(yè)/共40頁(yè)(3)(3)按要求畫出原電池裝置圖。如：原理原理裝置圖裝置圖化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)：CuCl2Fe=FeCl2Cu電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：負(fù)極：負(fù)極：Fe2e=Fe2正極：正極：Cu22e=Cu第28頁(yè)/共40頁(yè)特別提醒特別提醒(1)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)不一定都能設(shè)計(jì)成原電池，自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)不一定都能設(shè)計(jì)成原電池， 如如Cl22NaOH=NaClNaClOH2O等。等。(2)判斷電極時(shí)，不能簡(jiǎn)單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要看判斷電極時(shí)，不能簡(jiǎn)單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要看 反應(yīng)的具體情況，如反應(yīng)的

14、具體情況，如在強(qiáng)堿性溶液中在強(qiáng)堿性溶液中Al比比Mg更易失去電更易失去電 子，子，Al作負(fù)極，作負(fù)極，Mg作正極；作正極；Fe、Al在濃硝酸中鈍化后，在濃硝酸中鈍化后， 比比Cu等金屬更難失去電子，等金屬更難失去電子，Cu等金屬作負(fù)極，等金屬作負(fù)極，F(xiàn)e、Al作正作正 極。極。(3)原電池中的電解質(zhì)溶液不一定參與反應(yīng)，如燃料電池，水原電池中的電解質(zhì)溶液不一定參與反應(yīng)，如燃料電池，水 中一般要加入中一般要加入NaOH、H2SO4等。等。第29頁(yè)/共40頁(yè)例例2原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請(qǐng)回原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請(qǐng)回答以下問題：答以下問題：(1)肼肼(N2H4)又稱

15、聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。肼料。肼空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無污染，空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無污染，電解質(zhì)溶液是電解質(zhì)溶液是20%30%的的KOH溶液。肼溶液。肼空氣燃料電池空氣燃料電池放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是_；負(fù)；負(fù)極的電極反應(yīng)式是極的電極反應(yīng)式是_。第30頁(yè)/共40頁(yè)(2)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HClNH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫出該電池的正極反應(yīng)式_。(3)請(qǐng)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Cu2、Fe3氧化性的強(qiáng)弱。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)

16、裝置圖并寫出電極反應(yīng)式。第31頁(yè)/共40頁(yè) 解析解析 (1)(1)氧氣在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，氧氣在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，肼在負(fù)極上被氧化轉(zhuǎn)化為無污染的氮?dú)夂退?。肼在?fù)極上被氧化轉(zhuǎn)化為無污染的氮?dú)夂退?2)(2)相當(dāng)于氮?dú)夂蜌錃庀群铣砂保缓笈c鹽酸反應(yīng)生成氯相當(dāng)于氮?dú)夂蜌錃庀群铣砂?，然后與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨?；@。(3)(3)三價(jià)鐵離子能夠氧化銅生成銅離子，從而設(shè)計(jì)成原電三價(jià)鐵離子能夠氧化銅生成銅離子，從而設(shè)計(jì)成原電池證明該結(jié)論。池證明該結(jié)論。第32頁(yè)/共40頁(yè)第33頁(yè)/共40頁(yè)3(2011德州模擬德州模擬)下列說法正確的是下列說法正確的是() A構(gòu)成原電池正極和負(fù)極

17、的材料必須是金屬構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是金屬 B在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被 還原還原 C實(shí)驗(yàn)室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀實(shí)驗(yàn)室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀H2SO4 反應(yīng)反應(yīng) D原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能第34頁(yè)/共40頁(yè)答案：C解析：構(gòu)成原電池的材料可以是非金屬，如碳棒；電子流出的極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；粗鋅可與稀H2SO4構(gòu)成原電池加速反應(yīng)的進(jìn)行；原電池反應(yīng)后，電極產(chǎn)物仍會(huì)具有一定的能量，故原電池不能把物質(zhì)中的能量全部轉(zhuǎn)化為電能。第35頁(yè)/共40頁(yè)4 4(2011(2011邢臺(tái)一模邢臺(tái)一模) )工業(yè)上利用氫氣在氯氣中燃燒，所得工業(yè)上利用氫氣在氯氣中燃燒，所得 產(chǎn)物再溶于水的方法制得鹽酸，流程復(fù)雜且造成能量浪產(chǎn)物再溶于水的方法制得鹽酸，流程復(fù)雜且造成能量浪 費(fèi)，有人設(shè)想利用原電池原理直接制備鹽酸，下列說法費(fèi)，有人設(shè)想利用原電池原理直接制備鹽酸，下列說法 正確的是正確的是 ( () )第36頁(yè)/共40頁(yè)A假設(shè)這種想法可行，則可