高一下學(xué)期【核心素養(yǎng)提升+備課精講精研】化學(xué)電源與電極反應(yīng)式的書寫課件

化學(xué)電源與電極反應(yīng)式書寫知識回顧：原電池的工作原理負(fù)極：電子流出的電極、價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)正極：電子流入的電極、價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)電子方向：離子方向：電極反應(yīng)式：負(fù)極→導(dǎo)線→正極（電子不下水）陽離子（正電荷）→正極陰離子（負(fù)電荷）→負(fù)極（正向正，負(fù)向負(fù)）負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：2H++2e-=H2↑總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑外電路內(nèi)電路判斷正負(fù)極寫出總反應(yīng)式及電極反應(yīng)式【例題1】CFeCuSO4正極(石墨)：Cu2++2e－=Cu負(fù)極(鐵)：Fe

－2e－

=Fe2+

Fe＋Cu2+＝Fe2＋＋Cu學(xué)習(xí)任務(wù)一電極反應(yīng)方程式的書寫1.書寫總氧化還原反應(yīng)離子方程式;判斷正負(fù)極，負(fù)↑正↓;2.書寫負(fù)極(注意負(fù)極的離子是否與電解質(zhì)的離子反應(yīng))電極反應(yīng)式3.正極=總--負(fù)極Cu－2e-=Cu2+2Fe3++2e-=2Fe2+Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+Cu-FeCl3-C電極電解質(zhì)：正極反應(yīng):總反應(yīng):負(fù)極反應(yīng)：練習(xí)一：Fe－2e-=Fe2+2Fe3++2e-=2Fe2+Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe-FeCl3-C電極電解質(zhì)：正極反應(yīng):總反應(yīng):負(fù)極反應(yīng)：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O6H2O+6e-＝3H2↑+6OH-2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑Al-NaOH-Mg電極電解質(zhì)：正極反應(yīng):總反應(yīng):負(fù)極反應(yīng)：一、一次電池總反應(yīng)Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O一次電池放電后不可再充電一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動，也叫做干電池負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：

+2e-+2MnO2=2NH3↑+Mn2O3+H2O0+4+2+31、普通鋅錳電池優(yōu)點(diǎn)：制作簡單，便于攜帶，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)：放電時(shí)間短，電壓下降快；容易漏液（鋅外殼變?。┖隣頝H4Cl顯酸性）Zn—MnO2

—NH4Cl學(xué)習(xí)任務(wù)二常見化學(xué)電源與電極反應(yīng)式書寫一次電池電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

負(fù)極：Zn+2OH––2e–=Zn(OH)2

正極：2MnO2+2H2O+2e–=2MnOOH+2OH–

鋅粉取代鋅筒，KOH取代NH4Cl，增大接觸面積加快反應(yīng)速率，減少電池內(nèi)阻，電流大電壓高壽命長0+4+3+22、堿性鋅錳電池pH值增大Zn—MnO2

—KOH隨堂練習(xí)微型銀—鋅電池可用作電子儀器的電源，其電極分別是Ag/Ag2O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液，電池總反應(yīng)為Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列說法正確的是A．電池工作過程中，KOH溶液濃度降低B．電池工作過程中，電解液中OH-向正極遷移C．負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2D．正極發(fā)生反應(yīng)Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O（）總反應(yīng)未消耗KOH，但是耗水，所以C增大+100+2二、二次電池（充電電池）充電電池又稱二次電池，放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)又逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。鉛酸蓄電池鎳氫電池鋰離子電池二、二次電池電池總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋4H++2SO42-2PbSO4＋2H2O負(fù)極：Pb+

–2e-=PbSO4正極：PbO2+4H++

+2e-=PbSO4+2H2O30%稀硫酸+40+21、鉛酸蓄電池Pb—PbO2—H2SO4轉(zhuǎn)移電子2mol，消耗

molH2SO4，負(fù)極質(zhì)量

、

g，正極質(zhì)量

、

g；

molH+移向

極，

molSO42--移向

極；工作時(shí)電解質(zhì)的濃度

，密度

；；2增大96增大264正1負(fù)減小減小隨堂練習(xí)4．如圖是鉛蓄電池構(gòu)造示意圖，下列說法錯誤的是()A．鉛蓄電池充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．電池放電時(shí)，電子由Pb板通過導(dǎo)線流向PbO2板C．電池放電時(shí)，H＋移向PbO2板D．負(fù)極反應(yīng)：Pb＋2e-＋=PbSO4Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O負(fù)極：Pb+

–2e-=PbSO4正極：PbO2+4H++

+2e-=PbSO4+2H2O2、鎳氫電池負(fù)極：正極：MH-e-+OH-=M+H2OMH—NiO(OH)—KOH溶液NiO(OH)+e-=NiO+OH-總反應(yīng)：

NiO(OH)+MHNiO+M+H2O放電過程Cd—NiO(OH)——KOH2NiO(OH)+2H2O+Cd2Ni(OH)2+Cd(OH)2請同學(xué)們課后寫出電極反應(yīng)式3、鎳鎘電池放電充電二次電池鋰離子電池工作原理示意圖電池總反應(yīng)：LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy負(fù)極：LixCy-xe-=xLi++Cy正極：Li1-xCoO2+xLi++xe-

=LiCoO2反應(yīng)物離子導(dǎo)體負(fù)極：Li正極：LiCoO2六氟磷酸鋰的碳酸酯溶液(無水體系)石油焦炭和石墨作負(fù)極材料無毒，且資源充足，鋰嵌入碳中（Li看作0價(jià)），克服了鋰的高活性4、鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)：能量密度大，沒有記憶效應(yīng)。循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電。使用壽命長。不含有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。缺點(diǎn)：價(jià)格較昂貴。用途：廣泛用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子設(shè)備。隨堂練習(xí)5．一種新型的鋰-空氣電池的工作原理如圖所示。關(guān)于該電池的說法中正確的是A．當(dāng)有22.4LO2被還原時(shí)，溶液中有4molLi+向多孔碳電極移動B．可將有機(jī)電解液改為水溶液C．金屬鋰作正極，發(fā)生氧化反應(yīng)D．電池總反應(yīng)為4Li+O2+2H2O=4LiOH三.燃料電池：一種連續(xù)地將燃料與氧化劑（常為O2）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池。1、不是真正在電池內(nèi)燃燒，高效、環(huán)保2.轉(zhuǎn)化率高，但<100%3.兩電極可為同種材料,一般為Pt

電極不參與反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用4.燃料不能儲存在電池內(nèi)部，而是存放在外部設(shè)備質(zhì)子交換膜-+O2H2/CH4/CH3OH負(fù)極正極(1)判斷正、負(fù)極燃料電池電極反應(yīng)式的書寫技巧(2)先寫總反應(yīng)式(考慮燃燒產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng))正極：負(fù)極：(3)再寫正極反應(yīng)式(考慮電解質(zhì)溶液)：①酸性：O2＋4H++4e-=2H2OO2＋2H2O+4e-=4OH-O2＋4e-=2O2-用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式，即得負(fù)極反應(yīng)式。(即將總反應(yīng)式中的O2全部消去。)(4)最后寫負(fù)極反應(yīng)式：CH3OH燃料電池(堿性電解質(zhì))總反應(yīng)式2CH3OH

+3O2+4OH-

=2CO32-

+6H2O

③固體電解質(zhì)：O2燃料(H2、CH4、C2H5OH等)電池總反應(yīng)就是燃料燃燒的產(chǎn)物，注意燃燒產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶反應(yīng)②中性或堿性：熔融碳酸鹽電解質(zhì):O2+4e-+2CO2=2CO32-酸性堿性CNCO2CO32--N2H2SO4(aq)H2O2—+負(fù)極：2H2-4e-

=4H+正極：O2+4e-

+4H+

=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O酸性:1、氫氧燃料電池NaOH(aq)H2O2—+堿性:負(fù)極：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極：O2+4e-

+2H2O=4OH-總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O總:2H2＋O2＝2H2OMCFC型燃料電池（可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣）其工作溫度為600℃－700℃燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3負(fù)極正極+:O2+4e-+2CO2=2CO32--:2H2-4e-+2CO32-=2CO2+2H2O以固體氧化鋯—氧化釔為電解質(zhì)這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2－)在其間通過+:O2+4e-=2O2--:2H2-4e-+2O2-=2H2O總：2H2+O2=2H2O負(fù)極正極A．電池工作時(shí)，氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e一=4OH—C．電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：C8H18+25O2－一50e一=8CO2+9H2OD．若消耗的O2為11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則電池中有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移科學(xué)家已開發(fā)出一種新型燃料電池一固體氧化物電池，該電池用辛烷（C8H18）作燃料，電池中間部分的固體氧化物陶瓷可傳遞氧離子。下列說法正確的是（

）C8H18+O2=8CO2+9H2O252練習(xí)1、鋅－空氣電池(如圖所示)適宜用作城市電動車的動力電源，該電池放電時(shí)Zn轉(zhuǎn)化為ZnO。則該電池工作時(shí)，下列說法正確的是（雙選）(

)A．Zn電極是該電池的正極B．Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋C．OH－向Zn電極移動D．氧氣在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)

CD鋅2Zn－4e－===2Zn2＋鉑O2＋2H2O＋4e－===4OH－3、電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如下，完成填空：(1)O2在電極b上發(fā)生_____反應(yīng)；(2)溶液中OH-向電極___移動；(3)反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為____；(4)正極反應(yīng)式為：____________________________；(5)負(fù)極反應(yīng)式為：____________________________；還原a4:32NH3-6e-

+6OH-

=N2

+6H2OO2+4e-

+2H2O

=4OH-(-)(+)4、(北京卷節(jié)選)通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下：①Pt電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：_____________________________。還原NO＋O2－－2e－=NO25、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物用電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)?空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?制得在6500℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:負(fù)極反應(yīng)式:

,正極反應(yīng)式:

O2+2CO2+4e-=2CO32-總電池反應(yīng)式:

。2CO+2CO32--4e-=4CO22CO+O2=2CO26、Mg－AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述不正確的是(

)A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋B．負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑C．正極反應(yīng)式為AgCl＋e－===Ag＋Cl－D．電池放電時(shí)Cl－由負(fù)極向正極遷移D化學(xué)電源一次電池（干電池）二次電池（充電電池/蓄電池）普通鋅錳電池堿性鋅錳電池銀鋅紐扣電池鉛蓄電池鎳鉻電池鋰離子電池燃料電池使用最早使用最早小結(jié)：化學(xué)電源以鉑作電極,兩極分別通入甲烷、氧氣(1)已知酸性條件下①總反應(yīng)式：

；②正極反應(yīng)式：

；則負(fù)極反應(yīng)式為

。H2SO4O2CH4H2OCH4＋2O2=CO2＋2H2OO2＋4H＋＋4e－=2H2O(2)已知堿性條件下①總反應(yīng)式：

；②正極反應(yīng)式：

；則負(fù)極反應(yīng)式：

。KOHCH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2OCH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋(1)甲烷燃料電池拓展P40補(bǔ)充常見車用能源電池(3)在固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)中①總反應(yīng)式：

；②正極反應(yīng)式：

；則負(fù)極反應(yīng)式：

。CH4＋2O2=CO2＋2H2OO2＋4e－

=2O2－CH4＋4O2--8e-

=CO2＋2H2O①總反應(yīng)式：

；②正極反應(yīng)式：

；則負(fù)極反應(yīng)式為

。CO2CH4＋2O2=CO2＋2H2OO2＋2CO2＋4e－=2CO32-CH4＋4CO32-－8e－

=5CO2＋2H2O以鉑作電極,兩極分別通入甲烷、氧氣(4)在熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下1、書寫甲醇(CH3OH)燃料電池的酸性、堿性環(huán)境下的電極反應(yīng)式總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O正極：3O2＋12e—＋12H+

＝

6H2O負(fù)極：2CH3OH－12e—

＋2H2O＝12H+

＋2CO2總反應(yīng)：2CH3O