人教版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4節(jié) 原電池原理及應(yīng)用課件 新人教

1、第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用1.了解原電池原理，學(xué)會判斷原電池的正負(fù)極，能正確書寫原電池 電極反應(yīng)式。了解金屬腐蝕的一般規(guī)律，了解金屬的防護(hù)方法。2掌握原電池原理、正負(fù)極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫以及金屬 的腐蝕與保護(hù)的應(yīng)用。此類試題內(nèi)容主要包括： (1)原電池、化學(xué)電源的概念； (2)電極反應(yīng)式的書寫； (3)保護(hù)金屬的方法及其應(yīng)用。 此考點(diǎn)屬于高考熱點(diǎn)，試題的主要形式有：(1)選擇題，主要考 查原電池的基本概念以及原電池電極反應(yīng)式的書寫。(2)實(shí)驗(yàn) 題，主要考查原電池、金屬腐蝕等知識的綜合運(yùn)用能力。 復(fù)習(xí)目標(biāo)展示2022/7/30 星期六1知識點(diǎn)1 原電池問題1：原電池的有關(guān)概念？形成條件？原電

2、池的工作原理？ 電極反應(yīng)式的書寫？ 2022/7/30 星期六2【思維延伸】 通常的氧化還原反應(yīng)中電子直接在氧化劑和還原劑之間進(jìn)行轉(zhuǎn) 移，相當(dāng)于短路，反應(yīng)時(shí)有熱量放出來，并不能得到電流。而原 電池將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行，并用外電路連 接，電子是通過導(dǎo)線由還原劑轉(zhuǎn)移給氧化劑，所以形成了電流。2022/7/30 星期六3知識點(diǎn)2 化學(xué)電源問題2：常見的化學(xué)電源舉例，其對應(yīng)的電極反應(yīng)和總反應(yīng)式的表示方法？2堿性鋅錳干電池一次電池負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2e Zn(OH)2；正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e 2MnOOH2OH；總反應(yīng)式：Zn2MnO22H2O 2MnOOHZn(OH)2。

3、3銀鋅電池一次電池負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2e ZnOH2O；正極反應(yīng)：Ag2OH2O2e 2Ag2OH；總反應(yīng)式：ZnAg2O ZnO2Ag。2022/7/30 星期六44鉛蓄電池二次電池負(fù)極反應(yīng)：Pb2e+ PbSO4；正極反應(yīng)：PbO22e4H PbSO42H2O；總反應(yīng)式：PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O。5氫氧燃料電池(酸性介質(zhì)中)負(fù)極反應(yīng)：2H24e 4H；正極反應(yīng)：O24H4e 2H2O；總反應(yīng)式：2H2O2 2H2O 。放電充電2022/7/30 星期六5知識點(diǎn)3 原電池原理的應(yīng)用問題3：原電池原理的主要應(yīng)用有哪兩個(gè)方面，金屬的腐蝕和防護(hù) 方法？制造新型的化學(xué)電源。2

4、022/7/30 星期六6【思維延伸】 吸氧腐蝕和析氫腐蝕的共同點(diǎn)是負(fù)極反應(yīng)都是鐵失電子， 不同的是正極反應(yīng)，吸氧腐蝕中正極反應(yīng)為氧氣得電子與 水生成氫氧根，而析氫腐蝕則是水中的氫離子得電子,變?yōu)?氫氣。2022/7/30 星期六7 考點(diǎn)1 原電池正負(fù)極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫 1正負(fù)極的判斷 在書寫原電池的電極反應(yīng)式時(shí)，首先應(yīng)正確判斷原電池的兩 個(gè)電極哪一個(gè)是正極，哪一個(gè)是負(fù)極。常用的判斷方法有： (1)根據(jù)電子流動(dòng)方向判斷。在原電池中，電子流出的一極是 負(fù)極；電子流入的一極是正極。 (2)根據(jù)兩極材料判斷。一般活潑性較強(qiáng)金屬為負(fù)極；活潑性 較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。 2022/7/

5、30 星期六8 (3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動(dòng)方向判斷。陽 離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。 (4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。負(fù)極總是失去電子， 發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。 (5)根據(jù)現(xiàn)象判斷。溶解的一極為負(fù)極，質(zhì)量增加或放出氣體 的一極為正極。 2022/7/30 星期六92電極反應(yīng)式的書寫書寫電極反應(yīng)式時(shí)，按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，首先正確判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，然后結(jié)合反應(yīng)物及轉(zhuǎn)移電子數(shù)量寫出反應(yīng)式,再結(jié)合質(zhì)量守恒、電荷守恒配平各電極反應(yīng)式。兩電極反應(yīng)式相加則得總反應(yīng)式。(1)根據(jù)兩個(gè)電極反應(yīng)式，寫出總反應(yīng)式。使兩個(gè)電極反應(yīng)式得失電子數(shù)相

6、等后，將兩式相加，消去相同的化學(xué)式。(2)根據(jù)總反應(yīng)式寫電極反應(yīng)式一般分四個(gè)步驟：列物質(zhì)，標(biāo)得失；選離子，配電荷；配個(gè)數(shù)，巧用水；兩式加，驗(yàn)總式。2022/7/30 星期六10要點(diǎn)深化1關(guān)于蓄電池電極反應(yīng)式的書寫 放電時(shí)作為原電池，充電時(shí)作為電解池，將放電時(shí)的負(fù)極反 應(yīng)返回去即是充電時(shí)的陰極反應(yīng)，放電時(shí)的正極反應(yīng)返回去 即是充電時(shí)陽極反應(yīng)。 以放電時(shí)為例，書寫蓄電池電極反應(yīng)式的一般步驟： (1)確定正、負(fù)極及其對應(yīng)電極產(chǎn)物。 方法：化合價(jià)升高的為負(fù)極，化合價(jià)降低的為正極。 (2)根據(jù)化合價(jià)變化確定電子的得與失。 方法：化合價(jià)升高數(shù)失電子數(shù);化合價(jià)降低數(shù)得電子數(shù)。 (3)確定參與電極反應(yīng)的其他物

7、質(zhì)，此步的確定是難點(diǎn)。2022/7/30 星期六112書寫燃料電池電極反應(yīng)式的步驟類似于蓄電池，書寫燃料電 池電極反應(yīng)式時(shí)還要注意以下幾點(diǎn) (1)電池的負(fù)極一定是可燃性氣體，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)也 稱陽極；電池的正極一定是助燃性氣體，得電子，發(fā)生還原反 應(yīng)也稱為陰極。 (2)電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用 (3)電極反應(yīng)式必須遵循原子守恒、電荷守恒規(guī)律。 (4)在堿性電解質(zhì)中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H，在酸性電解 質(zhì)溶液中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH。 (5)正、負(fù)兩極的電極反應(yīng)式在得失電子守恒的條件下，相疊 加后的電池反應(yīng)必是燃料反應(yīng)和燃料產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的 疊加反應(yīng)式。20

8、22/7/30 星期六12【例1】 電瓶車所用電池一般為鉛蓄電池，這是一種典型的可充 電電池，電池總反應(yīng)式為： PbPbO24H 2PbSO42H2O 則下列說法正確的是 () A放電時(shí)：負(fù)極板上發(fā)生了還原反應(yīng) B放電時(shí)：正極反應(yīng)是Pb2e PbSO4 C充電時(shí)：鉛蓄電池的負(fù)極應(yīng)與充電器電源的正極相連 D充電時(shí)：陽極反應(yīng)是PbSO42e2H2O PbO2 4H放電充電D 2022/7/30 星期六13解析：鉛蓄電池在放電時(shí)，負(fù)極為Pb，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極為PbO2，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，故A、B錯(cuò)誤；鉛蓄電池在充電時(shí)，是電解池的裝置，與充電器電源正極相連的叫陽極，即它放電時(shí)的正極，陽極

9、失去電子轉(zhuǎn)移到充電器電源的正極，故C錯(cuò)誤，D正確。 2022/7/30 星期六141(廣東省高考題)科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電 池，利用細(xì)菌將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化成氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解 質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為 () AH22OH 2H2O2e BO24H4e 2H2O CH22e 2H DO22H2O4e 4OH 解析：H3PO4是酸性介質(zhì)，則電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH。 答案：C變式練習(xí)2022/7/30 星期六15考點(diǎn)2 金屬的腐蝕與防護(hù)1化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟化學(xué)物質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化，

10、腐蝕過程沒有電流產(chǎn)生較活潑金屬被氧化，腐蝕過程有電流產(chǎn)生聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍2022/7/30 星期六162.析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵腐蝕為例)析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。(2)對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。(3)活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快。(5)由于金屬表面一般不會遇到酸性較強(qiáng)的溶液，故吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式；另外，只有在金屬活動(dòng)性順序表中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬腐蝕

11、時(shí)只能是吸氧腐蝕。2022/7/30 星期六19【例2】 下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是 () 純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗當(dāng)鍍錫鐵制品 的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用在海輪外殼 連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法 可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受 腐蝕 A B C D 解析：項(xiàng)，純銀器在空氣中放置，不發(fā)生電化學(xué)腐蝕，久置會緩慢生成硫化銀而變黑，為化學(xué)腐蝕，正確；項(xiàng)，當(dāng)鍍層破損時(shí)，SnFe可形成原電池，F(xiàn)e被腐蝕，錯(cuò)；項(xiàng)Fe與鋅塊形成原電池，Zn作負(fù)極，從而保護(hù)Fe正極，所以正確；項(xiàng)外加電源保護(hù)法鋼管應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連，若接直

12、流電源的正極，則會加速其腐蝕，錯(cuò)。 A 2022/7/30 星期六202鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為： 2Fe2H2OO2 2Fe(OH)2。以下說法正確的是 () A負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：2Fe4e 2Fe2 B正極發(fā)生的反應(yīng)為：2H2OO22e 4OH C原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 D鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕 解析：發(fā)生的原電池反應(yīng)為:2Fe2H2OO2 2Fe(OH)2。 負(fù)極反應(yīng)為：2Fe4e 2Fe2，故A正確；B項(xiàng)，正極 反應(yīng)：2H2OO24e 4OH；C項(xiàng)，電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn) 化成電能的裝置；D項(xiàng)，在空氣與水交界處更容易發(fā)生電化學(xué) 腐蝕。 答案

13、：A2022/7/30 星期六21客觀題 電化學(xué)內(nèi)容是歷年高考的重點(diǎn)之一，也是高考的重要?jiǎng)?chuàng) 新點(diǎn)。根據(jù)原電池判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱、原電池的工作 原理、電極產(chǎn)物的判斷和計(jì)算以及新型電池的電極反應(yīng) 與應(yīng)用是該部分的重點(diǎn)內(nèi)容，也將會是高考的熱點(diǎn)。 【考題一】 銀鋅電池的電極分別是Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH,它 的充電和放電過程可以表示為:2AgZn(OH)2 Ag2OZn H2O，下列敘述中，正確的是 () A在放電過程中，電池負(fù)極區(qū)溶液pH減小 B在充電過程中，溶液的pH逐漸增大 C在放電過程中，電子由Ag2O經(jīng)外電路流向Zn極 D充電時(shí)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn極發(fā)生還原反應(yīng)放電充電

14、AD 2022/7/30 星期六22審題視點(diǎn)：(1)兩極的材料Ag2O和Zn，Zn為比較活潑的金屬，Ag2O具有氧化性。(2)電解質(zhì)溶液為強(qiáng)堿KOH。(3)注意反應(yīng)式中充電和放電的方向。(4)注意充電和放電反應(yīng)的產(chǎn)物。2022/7/30 星期六23思路點(diǎn)撥：本題考查點(diǎn)為原電池的相關(guān)知識和運(yùn)用。對考生的演繹推理能力有一定要求。對銀鋅電池,作原電池使用時(shí)的電極反應(yīng)為：負(fù)極Zn2e2OH Zn(OH)2正極Ag2O2eH2O 2Ag2OH當(dāng)銀鋅電池充電時(shí)(電解)，電極反應(yīng)為：陰極Zn(OH)22e Zn2OH陽極2Ag2e2OH Ag2OH2O放電時(shí),負(fù)極區(qū)OH消耗,故c(OH)減小,從而溶液的pH

15、減小。故A正確；充電時(shí),陽極消耗OH,而陰極區(qū)生成等量的OH,故溶液中(OH)保持不變,溶液的pH也保持不變。故B不正確;放電時(shí),Zn為負(fù)，Ag2O為正極,電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極(溶液中陽離子由Zn極向Ag2O極運(yùn)動(dòng),陰離子由Ag2O極向Zn極運(yùn)動(dòng)，完成電子運(yùn)動(dòng)的循環(huán))。故C不正確;充電時(shí),Zn極為陰極，Zn(OH)2發(fā)生還原反應(yīng)；Ag2O為陽極,Ag發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確。2022/7/30 星期六24高分解密不能正確理解電極反應(yīng)與環(huán)境的關(guān)系，從而不能正確書寫電極反應(yīng)式，也就無法判斷電極附近溶液的pH變化。事實(shí)上，根據(jù)題目給定的化學(xué)方程式，就可以確定該電池的電解質(zhì)溶液是堿性物質(zhì)。

16、因?yàn)樵谒嵝詶l件下，Zn、Zn(OH)2、Ag2O都是不能存在的(事實(shí)上，高能電池和新型燃料電池一般都選擇堿性環(huán)境)。審題不仔細(xì)，將原電池和電解池搞反了，自然也就無法判斷電子運(yùn)動(dòng)的方向和電極反應(yīng)了。 2022/7/30 星期六25主觀題 燃料電池是現(xiàn)代社會中具有發(fā)展前景的新型電源。要重點(diǎn) 掌握其工作原理和類型，對這部分知識的考查經(jīng)常以信息 題的形式出現(xiàn)，只要領(lǐng)會了反應(yīng)原理，自然融會貫通。 【考題二】 (1)今有2H2O2 2H2O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極 通的應(yīng)是 正極通的應(yīng)是 ，電極反應(yīng)式為 。 KOHH2 O2 負(fù)極：2H24OH4e 4H2O 正極：O22H2O4e 4OH (2)如把K

17、OH改為稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式為 、 。(1)和(2)的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH各有何變化？ , 負(fù)極：2H24e 4H+ 正極：O24H4e 2H2O (3)如把H2改為甲烷、KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為： 、_ _ _。負(fù)極：CH410OH8e (1)變小，(2)變大 正極：2O24H2O8e 8OH 2022/7/30 星期六26高分解密解答該題時(shí)，最容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是不能理解溶液的酸堿性對電極反應(yīng)式書寫的影響。電極反應(yīng)的配平也因環(huán)境的不同而出現(xiàn)新的變化，如 的出現(xiàn)，導(dǎo)致電極反應(yīng)式書寫電荷不守恒而錯(cuò)答。2022/7/30 星期六27規(guī)律支持(1)燃料電池的電

18、極不參與反應(yīng),有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用。(2)燃料電池在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是燃料(如H2、CH4、CH3OH等)，在正極上參與反應(yīng)的是空氣或氧氣，電解質(zhì)溶液一般是KOH溶液。(3)書寫電極反應(yīng)方程式時(shí)：酸性條件下可用H和H2O配平；堿性條件可用OH和H2O配平。(4)H2在不同介質(zhì)中的電極反應(yīng)式：在堿性條件下負(fù)極：H22OH2e 2H2O；在酸性或中性條件下負(fù)極：H22e 2H。 2022/7/30 星期六28(5)O2在不同介質(zhì)中的電極反應(yīng)式：a.在堿性、中性或弱酸性條件下正極:O22H2O4e 4OH；b.在較強(qiáng)酸性條件下正極：O24H4e 2H2O；c.在熔融的金屬氧化物中正極：O

19、24e 2O2；d.在其他介質(zhì)中的電極反應(yīng)式，如：在熔融的碳酸鹽中，正極反應(yīng)物是O2和CO2時(shí)，正極電極反應(yīng)式為：O22CO24e 2 。(6)一般而言，負(fù)極失電子被氧化，應(yīng)該是產(chǎn)生陽離子或消耗陰離子，是溶液中陰離子移向的一極，其pH一般降低；正極得電子被還原，應(yīng)該是產(chǎn)生陰離子或消耗陽離子，是溶液中陽離子移向的一極，其pH一般升高。 2022/7/30 星期六291(5分)(2010西安期末)下圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電 流的是 () 解析：依據(jù)構(gòu)成原電池的三個(gè)條件分析：A中兩電極相同；C中 沒有連通構(gòu)成閉合回路;D中酒精是非電解質(zhì)；只有B符合條件。 答案：B2022/7/30 星期六3

20、02(5分)出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表 面。下列說法正確的是 () A錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高 B在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫可對銅起保護(hù)作用 C錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快 D生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是由化學(xué)腐蝕過程，但不是化學(xué)反應(yīng) 過程 解析：合金熔點(diǎn)一般比成分金屬的熔點(diǎn)低,A不正確；B、C正確； 電化學(xué)腐蝕過程是化學(xué)變化，D不正確。 答案：BC2022/7/30 星期六313(5分)對于鋅銅稀H2SO4組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有 1 mol電子通過時(shí)，理論上的兩極變化是 () 鋅片溶解了32.5 g 鋅片增重32.5 g 銅片上析出1 g H2 銅片上析出1 mol H2 A和 B和 C和 D和 解析：根據(jù)反應(yīng)原理，ZnH2SO4 ZnSO4H2,轉(zhuǎn)移1 mol 電子時(shí)，Zn溶解了32.5 g，銅片作正極，析出H2 0.5 mol。