考點39原電池原理及應(yīng)用-高考化學(xué)知識點全程講解

39原電池原理及應(yīng)用復(fù)習(xí)重點原電池的電極名稱及電極反響式，對幾種化學(xué)電源的電極反響式的生疏和書寫，原電池原理的應(yīng)用。其中原電池原理及有關(guān)計算是高考的命題熱點。難點聚焦[復(fù)習(xí)提問]氧化復(fù)原反響的特征是什么？氧化復(fù)原反響的本質(zhì)是什么？

〔答元素化合價發(fā)生升降〔答〕電子的轉(zhuǎn)移

復(fù)習(xí)舊學(xué)問，引入學(xué)問。溫故而知[多媒體呈現(xiàn)]原電池在當(dāng)今生產(chǎn)、生活和科技進(jìn)展中廣泛的用途[表達(dá)]盡管這些電池大小、用途、的第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用一、原電池原理[設(shè)問]Mg條在空氣中燃燒現(xiàn)象如何？過程中發(fā)生的能量變化有哪些？

觀看屏幕〔答〕發(fā)出刺眼的強光，同時放出大量的熱〔答〕化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?/p>

從教材中吸取信息，重視教材、閱讀教材，培育學(xué)生緊扣教材的思想提出課題幫助學(xué)生樹立能量轉(zhuǎn)化觀點[表達(dá)]這是一個氧化復(fù)原反響，Mg直接失電子給氧，設(shè)想假設(shè)把Mg失去的電子通過導(dǎo)線遞給氧，在導(dǎo)線中不就有電流產(chǎn)生嗎？該過程就是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能了。那么到底通過何種途徑、何種裝置來實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變呢？原電池裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

學(xué)生思考

提出設(shè)想，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲原電池裝置就是幫助我們來實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的裝置[分組試驗]鋅粒放入稀硫酸中銅片放入稀硫酸中鋅粒放在銅片上一起浸入稀硫酸中鋅粒、銅片用導(dǎo)線連在靈敏電流計上用干電池證明[4]的正負(fù)極

動手試驗描述現(xiàn)象分析爭辯現(xiàn)象解釋

提高學(xué)生分析、解決問題的力量，嚴(yán)密的規(guī)律推理力量[多媒體動畫模擬]鋅、銅原電池原理

學(xué)生觀看、分析、填表

變微觀現(xiàn)象為直觀生動，便于學(xué)生把握[多媒體動畫模擬]原電池組成試驗裝置的轉(zhuǎn)變：abc

具備哪些條件？

培育學(xué)生類比，歸納、總結(jié)的自主學(xué)習(xí)的力量[板書]原電池組成條件：電極

〔-〕較活潑的金屬〔+〕較不活潑的金屬或非金屬

培育學(xué)生分析問題的力量電解質(zhì)溶液閉合回路從以上爭辯的原電池裝置中我們來總結(jié)一下：原電池原理原電池原理：電子負(fù)極 正極〔導(dǎo)線〕流出電子 流入電子發(fā)生氧化反響 發(fā)生復(fù)原反響[設(shè)問]那么電極上的反響如何寫？書寫時要留意什么？練電極反響式和電池總反

培育學(xué)生分析、歸納力量Zn-Cu-Zn-2e=Z2+〔+〕2H++2e=H↑2電池總反響：Zn+2H+=H+Zn2+2

應(yīng)練：Zn-Ag-CuSO4

強調(diào)留意點，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。訓(xùn)練根本功，培育學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。宏觀上我們看到了兩極上的變化，從微觀上我們再來探討一下[多媒體動畫模擬]原電池中的微粒運動微粒流向：外電路：電子：負(fù)極導(dǎo)線正極內(nèi)電路：離子：陽離子向正極移動

學(xué)生分析 透過現(xiàn)象看本質(zhì)電子，發(fā)生復(fù)原反響，從而實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。

總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容，起到突出重點，首尾照應(yīng)作用。[投影練習(xí)]結(jié)合原電池條件，將Fe+Cu2+=C+Fe2+設(shè)計成一個原電池

學(xué)生分析、練習(xí)

穩(wěn)固和應(yīng)用，培育學(xué)生的學(xué)問遷移力量和發(fā)散力量作業(yè)]、課本P10〔一1〔3〔三1 、練習(xí)冊P11318題[家庭試驗1、制作一水果電池2、拆開一節(jié)廢舊干電池，觀看其構(gòu)造[爭辯性學(xué)習(xí)課題]劑和復(fù)原劑，了解回收廢電池的意義和價值。板書設(shè)計一、原電池原理12〔-〕較活潑的金屬

培育學(xué)生動手力量和解決生活中實際問題的力量培育學(xué)生綜合問題力量，使學(xué)生了解社會、關(guān)心生活，關(guān)注環(huán)境，增加仆人翁意識。電極〔+〕較不活潑的金屬或非金屬電解質(zhì)溶液閉合回路3、原電池原理： 電子負(fù)極 正極活潑的一極〔導(dǎo)線〕 不活潑的一極流出電子 流入電子發(fā)生氧化反響 發(fā)生復(fù)原反響電極反響Zn-2e=Zn2+ 2H++2e=H2↑電池總反響Zn+2H+=H2↑+Zn2+、微粒流向：外電路：電子：負(fù)極 導(dǎo)線 正極內(nèi)電路：離子：陽離子向正極移動小結(jié)：原電池是一種負(fù)極流出電子，發(fā)生氧化反響，正極流入電子，發(fā)生復(fù)原反響，從而實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。例題精講確定金屬活動性挨次例1〔1993年上海高考化學(xué)題〕有、、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易被腐蝕；將A、DDA將銅浸入BCC〔〕A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞CC．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C解析：依據(jù)原電池原理，較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬作正極，B不易被腐蝕，說BA＞B。另可比較出金屬活動性D＞A，B＞C。故答案為B比較反響速率例2〔2023年北京春季高考化學(xué)題100mL濃度為2mo·L-1〔〕A．6mol·L-1的鹽酸B．參加數(shù)滴氯化銅溶液C．參加適量蒸餾水D．參加適量的氯化鈉溶液解析：向溶液中再參加鹽酸，H+的物質(zhì)的量增加，生成H的總量也增加，A2生成H的總量打算于鹽酸的量，故B正確。向原溶液中參加水或氯化鈉溶液都引起溶液中2H+濃度的下降，反響速率變慢，故C、DB書寫電極反響式、總反響式例3〔2023年全國高考理綜題〕熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，LiCONaCO的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，COCO

的混合氣體為2 3 2 3 2陰極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反響式：陽極反響式：2CO+2CO2--4e-==4CO3 2陰極反響式： ，電池總反響式： 。解析：作為燃料電池，總的效果就是把燃料進(jìn)展燃燒。此題中CO為復(fù)原劑，空氣中O2為氧化劑，電池總反響式為：2CO+O==2CO。用總反響式減去電池負(fù)極〔即題目指的陽極〕2 2反響式，就可得到電池正極〔即題目指的陰極〕反響式：O+2CO+4e-==2CO2-。2 2 3分析電極反響例4〔1999年全國高考化學(xué)題〕會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反響式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2依據(jù)此反響式推斷以下表達(dá)中正確的選項是〔〕A．電池放電時，電池負(fù)極四周溶液的pH不斷增大B．電池放電時，鎳元素被氧化C．電池充電時，氫元素被復(fù)原D．電池放電時，H2是負(fù)極解析：電池的充、放電互為相反的過程，放電時是原電池反響，充電時是電解池反響。依據(jù)氫鎳電池放電時的總反響式可知，電解質(zhì)溶液只能是強堿性溶液，不能是強酸性溶液，由于在強酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)都會溶解。這樣可寫出負(fù)極反響式：H+2OH--2e-==2 22HO，H為負(fù)極，四周的pH+3+22 2素由+10C、D例5〔2023年全國高考理綜題〕鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,負(fù)極發(fā)生的反響〔〕A．2H++2e-==H2C．Fe-2e-==Fe2+

2 2D．4OH-+4e-==2HO+O2 2解析有O或CO等氣體的水膜。當(dāng)水膜呈弱酸性或中性時發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極反響為：2 2Fe-2e-==Fe2+，正極反響為：2HO+O+4e-==4OH-；當(dāng)水膜呈酸性時發(fā)生析氫腐蝕，負(fù)極反響2 2為：Fe-2e-==Fe2+，正極反響為：2H++2e-==H2C推斷原電池的電極例6〔2023年廣東高考化學(xué)題〕鎳鎘Ni-C〕可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反響按下式進(jìn)展：由此可知，該電池放電時的負(fù)極材料是〔〕A．Cd(OH)2

B．Ni(OH)2C．Cd D．NiO(OH)Cd0+2失去電子，被氧化，故CdC例7〔2023年上海高考化學(xué)題〔〕A．陰極B．正極C．陽極D．負(fù)極解析：銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中形成了原電池，由于金屬活動性Zn＞Cu，ZnD原電池原理的綜合應(yīng)用例8〔2023年天津高考理綜題〕A．a(chǎn)B．b4OH--4e-==2HO+O2 2C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D．氫氧燃料電池是一種不需要將復(fù)原劑和氧化劑全部貯存在電池內(nèi)的型發(fā)電裝置解析：分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知a2H-4e-==4H+，2bO+2HO+4e-==4OH-，電池總反響式為：2H+O==2HO。H2 2 2 2 2 2劑，OHO不需全部貯存在電池內(nèi)。故答案為B2 2 2例92023年江蘇高考化學(xué)題〕廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反響式為：Zn(s)+2MnO(s)+HO(l)==2 2Zn(OH)(s)+MnO(s)2 23以下說法錯誤的選項是〔〕電池工作時，鋅失去電子電池正極的電極反響式為：2MnO(s)+HO(1)+2e-==MnO(s)+2OH-(aq)2 2 23電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D．外電路中每通過O.2mol6.5g解析：該電池的電解液為KOH溶液，結(jié)合總反響式可寫出負(fù)極反響式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e-==Zn(OH)(s)，用總反響式減去負(fù)極反響式，可得到正極反響式：22MnO(s)+HO(1)+2e-==MnO(s)+2OH-(aq)。Zn2 2 231molZn失去2molO.2molZn的質(zhì)量理論上減小6.5故答案為C實戰(zhàn)演練一、選擇題1.〔2023年春季高考理綜題〕變化過程中不發(fā)生的化學(xué)反響是A.4Fe(OH)

＋2HO＋O

===4Fe(OH)↓2 2 2 3B.2Fe＋2HO＋O===2Fe(OH)↓2 2 2C.2H2O＋O2＋4e－===4OH－D.Fe－3e－===Fe3＋2.(2023年上海高考題〕隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必需進(jìn)展集中處理的問題被提到議事日程，其首要緣由是利用電池外殼的金屬材料防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子污染土壤和水源C.不使電池中滲出的電解液腐蝕其他物品D.回收其中的石墨電極0.01mol·L－1的食鹽溶液中，可能消滅的現(xiàn)象是鐵棒四周產(chǎn)生OH－ B.鐵棒被腐蝕C.石墨棒上放出Cl D.石墨棒上放出O2 2某原電池總反響的離子方程式為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能實現(xiàn)該反響的原電池組成是正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為FeCl溶液3正極為碳，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為Fe(NO)溶液33正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解質(zhì)溶液為Fe(SO)溶液2 43正極為銀，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為CuSO溶液4生物體中細(xì)胞膜內(nèi)的葡萄糖，細(xì)胞膜外的富氧液體及細(xì)胞膜構(gòu)成微型的生物原電池，以下有關(guān)推斷正確的選項是負(fù)極發(fā)生的電極反響可能是：O－4e－＋2HO===4OH－2 2正極發(fā)生的電極反響可能是：O－4e－===2O2－2負(fù)極反響主要是CH O生成CO或HCO6 12 6 2 3正極反響主要是CH O生成CO或CO26 12 6 2 3以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是黃銅〔銅鋅合金〕制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B.生鐵比軟鐵芯〔幾乎是純鐵〕簡潔生銹C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D.銀制獎牌久置后外表變暗鋰電池是一代的高能電池，它以質(zhì)輕、能高而受到普遍重視，目前已經(jīng)研制成功了多種鋰電池。某種鋰電池的總反響可表示為：Li＋MnO===LiMnO。假設(shè)該電池供給5庫侖2 2〕電量〔其他損耗無視不計，則消耗的正極材料的質(zhì)量約為〔式量Li:7;MnO:87電子21.60×10－19C〕A.3.2×103g B.7×10－4gC.4.52×10－3g D.4.52×10－2g據(jù)報道，美國正在爭辯的電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，它具有容量大等優(yōu)點，其電池反響為2Zn＋O===2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣，則以下表達(dá)正確的選項是2鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反響負(fù)極反響為Zn－2e－===Zn2＋C.正極發(fā)生氧化反響D.電解液確定不是強酸將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH和O，即構(gòu)成CH燃料電池。4 2 4CH的一極，其電極反響式是：CH＋10OH－－8e－===CO2＋7HO;O的另4 4 3 2 2一極，其電極反響是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，以下表達(dá)不正確的選項是通入CH的電極為負(fù)極4正極發(fā)生氧化反響燃料電池工作時溶液中的陰離子向負(fù)極移動D.該電池使用一段時間后應(yīng)補充KOH二、非選擇題〔55分〕10.〔10分〕如右圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡。留神地從燒杯中心滴入CuSO4

溶液。片刻后可觀看到的現(xiàn)象是〔指懸吊的金屬圈〕 。A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定B.保持平衡狀態(tài)不變C.鐵圈向下傾斜D.銀圈向下傾斜產(chǎn)生上述現(xiàn)象的緣由是 。1110分2023年全國高考理綜卷〕熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用LiCONaCO的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)?，空氣與CO的混2 3 2 3 2合氣為陰極燃?xì)猓频迷?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反響式：陽極反響式：2CO＋2CO24CO3

＋4e－2陰極反響式：總電池反響式：12.〔10分〔1〕今有反響2H＋O2 2

KOH2H

O構(gòu)成了燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)2是，正極通的應(yīng)是。電極反響式為：負(fù)極，正極：。如把KOH改為稀HSO 做電解質(zhì)，則電極反響式為：負(fù)極 ，正2 4極 。兩電極四周溶液的pH各有何變化？如把H 改為CH、KOH做導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反響式為：負(fù)極 ，正2 4極 。t/hMgO層厚t/hMgO層厚y/nmNiOy′/nm10.05aB40.20a2b90.45a3b160.80a4b251.25a5b注：ab均為與溫度有關(guān)的常數(shù)。請?zhí)羁沾饛?fù)：〔1〕金屬高溫氧化腐蝕速率可以用金屬氧化膜的生長速率來表示，其理由是 。金屬氧化膜的膜厚y跟時間t所呈現(xiàn)的關(guān)系是〔填“直線“拋物線“對數(shù)”“雙曲線MgO氧化膜厚y屬 型NiO氧化膜厚′屬 型。〕Mg與Ni比較，哪一種金屬更具有耐腐蝕性 ，其理由是 。14.〔8分電池按不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為不同的種類，應(yīng)用最廣泛的是電化學(xué)電池。電化學(xué)電池能夠把 能轉(zhuǎn)化為 能。電化學(xué)電池的工作原理是 的遷移集中和電化學(xué)反響。以下屬于電化學(xué)電池的有 。①蓄電池②鋅錳電池③充電電池④一次性電池電化學(xué)電池的組成可以表示為：〔－〕負(fù)極材料‖A‖正極材料〔＋〕。A表示 ，離子在A中的電阻比電子在金屬中的電阻 。對于不漏電的電池電子在A中的電阻為 ?！?〕1991Sony公司首次推出商品化的鋰離子電池，此后鋰離子電池的廠家如雨后電池的電壓是3.6V，鋰離子電池的正極材料是鋰的過渡金屬氧化物〔例如LiCoO2)混以肯定量的導(dǎo)電添加物〔例如C〕構(gòu)成的混合導(dǎo)體，負(fù)極材料是可插入鋰的碳材料。①鋰在元素周期表中位于第 周期，第 主族。②鋰離子電池所用的正負(fù)極材料都是不污染環(huán)境的無毒無害物質(zhì)屬于綠色能源而鎘鎳在生產(chǎn)過程中污染環(huán)境〔作為密封電池?zé)o毒無害可以放心使用〕鎘鎳電池的有毒物質(zhì)是 ，它作為電池的 極。15.〔5分〕pHpH與時間關(guān)系圖pH上升。pH的變化如圖曲線的關(guān)系。請答復(fù)以下問題：電解前氯化銅溶液的pH處在A點位置的緣由是 〔用離子方程式說明?！袄碚撆伞彼钟^點的理論依據(jù)是 。“試驗派”的試驗結(jié)論是 。他們所述“準(zhǔn)確試驗”是通過 確定的。你持何種觀點？你所持觀點的理由是 〔從化學(xué)原理加以簡述。附參考答案一、1.D 2.B解析：此題結(jié)合原電池原理考察試驗現(xiàn)象。Fe作負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋,C作正極：2HO＋O+4e－===4OH－。2 2答案：B解析：此題要設(shè)計成原電池必需