高三人教版化学一轮复习课件11.33原电池 化学电源 139张

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一､原电池
原电池及其工作原理
(1)原电池是把化学能转变为电能的装置｡ (2)构成原电池的条件:电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属和其 他导电的材料组成;两电极必须浸在适当的电解质溶液中;两电极之间用导线 连接,形成闭合电路｡
(3)在原电池中,还原性较强的物质作为负极,向外电路提供电子,发生氧化反应;
氧化性较强的物质作为正极,从外电路得到电子,发生还原反应｡
二､原电池的电极判断及电极反应式的书写;原电池中电子的流向及溶液中离
子的移动方向
(1)如图所示的原电池,在氧化还原反应的过程中,在外电路(H2SO4溶液以外),
电子(负电荷)由锌片经导线(包括电流表和其他用电器)流向铜片｡由电性作用 原理可知,在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子(带 负电荷)向负极移动,这样就形成了电荷连续定向移动｡
者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极反应(如空气中的氧气)｡但如果两 个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左右两个容器中的电解质 溶液选择与电极材料相同的阳离子｡如在铜､锌､硫酸构成的原电池中,负极金 属锌浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中,而正极铜浸泡在含有Cu2+的溶液中｡
②电极材料的选择 在原电池中,选择还原性较强的物质作为负极;氧化性较强的物质作为正极｡并 且,原电池的电极必须导电｡电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失
答案:B 解析:铝在浓硝酸中钝化,铜失电子做负极｡
2.(2009·盐城模拟)最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用 薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰｡电池总反 应为:Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH｡下列说法不正确的是( )
A.该电池Zn为负极,MnO2为正极 B.该电池的正极反应为: MnO2+e-+H2O===MnOOH+OHC.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由Mn)银电极为电池的__________极,发生的电极反应为__________
Ag e Ag
Cu 2e ===Cu 2 ,X电极上发生的电极反应为__________
;
铜 银
(3)外电路中的电子是从__________电极流向__________电极｡
解析:首先根据氧化还原反应拆成两个半反应,再根据原电池的设计图示结合 工作原理进行分析｡ 本题出现了盐桥装置,因此试题较为新颖｡由题给反应可知以下信息:
正极:O2+2H2O+4e-===4OH总反应式:2H2+O2===2H2O
体验热身
1.(2010·山东枣庄)将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中,下列叙述
中正确的是(
)
A.该装置能形成原电池,其中铝是负极 B.该装置能形成原电池,其中铜是负极 C.该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确
3.下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是(
)
答案:B
解析:依据构成原电池的三个条件分析｡A中两电极相同;C中
没有连通构成闭合回路;D中酒精是非电解质;只有B符合条件
｡
4.有关电化学知识的描述正确的是( 其中的化学能转化为电能
)
A.CaO+H2O===Ca(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把
电池总反应式
为 : Zn 2MnO 2 2NH 4 ===Zn 2 2NH 3 Mn 2O 3 H 2O
碱性锌锰电池的负极是 Zn , 正极是MnO 2 ,电解质是 KOH,电极反应式为 : 负极 : Zn 2OH 2e ===Zn OH 2 正极 : 2MnO 2 2H 2 O 2e ===2MnOOH 2OH 电池总反应式为 : Zn 2MnO 2 2H 2 O===2MnOOH Zn OH 2
去电子,因此负极一般是活泼的金属材料(也可以是还原性较强的非金属材料
如H2､CH4等)｡
(3)按要求画出原电池装置图｡
如根据以下两反应设计的原电池:
【例2】依据氧化还原反应: 2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示｡
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是__________,电解质溶液Y是__________;
材料
电极反应
负极
Cu
Cu-2e-===Cu2+
(2)原电池正负极的判断方法 负极总是失去电子,化合价升高,发生氧化反应,正极总是得到电子,化合价降低, 发生还原反应｡ 电子流出的一极是负极,电子流入的一极是正极｡ 一般活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极｡
(3)如图所示的原电池中,正极为Cu,发生的电极反应为2H++2e-===H2↑;负极
减弱,所以不能使用KCl,可换成KNO3,选项B错误｡选项C中由于铁遇到浓硝酸
会发生钝化,而铜可与之发生反 应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,Cu失去电子被氧化,做原电 池的负极,所以选项C错误｡D正确｡
5.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸｡工作
2 Pb SO4 2e PbSO4
解析:蓄电池工作(放电)时,起原电池作用,题中各小题概括叙述了蓄电池放电 时所涉及的各个方面,分析如下:根据原电池原理,负极发生氧化反应,所以Pb 为负极;正极发生还原反应,元素化合价降低,从总反应式可知,PbO2是氧化剂, 即正极反应
2 为PbO 2 2e 4H SO4 PbSO4 2H 2O; 从正极
【例1】将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下
叙述正确的是(
)
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极 C.两烧杯中溶液的pH均增大 D.产生气泡的速度甲比乙慢
解析:甲中锌､铜在稀硫酸中构成原电池,锌为负极､铜为正 极,铜片上有氢气逸出｡乙中锌､铜在稀硫酸中没有构成闭
合电路,实际上是锌与稀硫酸反应,而铜不反应｡但两装置
中均消耗H+,pH增大｡甲中产生气泡要比乙中快｡ 答案:C
【方法归纳】 本题抓住构成原电池的三个条件及反应实质｡构成原电池可加 快负极金属的腐蚀｡
类比迁移
1.生产铅蓄电池时,在两极板上的铜､锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4,干
燥后再安装,充电后即可使用,发生的反应是:
时该电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O｡根据上述情况
判断:
增大 (1)工作时,电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)｡
负
(2)工作时,电解质溶液中阴离子移向________极｡ 正 负 (3)电流方向从________极流向________极｡ (4)写出负极的电极反应式:_______ ｡
第十一章 电化学基础
学案33 原电池 化学电源
高考大纲
1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池总反应式｡ 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理｡
考向预测 1.原电池的工作原理及电极反应式的书写｡ 2.了解常用化学电源的构造及新型电源的工作原理,尤其是可充电电池的充放 电过程｡ 3.根据所给自发进行的反应设计原电池,并能绘制装置图｡
为Zn,发生的电极反应为Zn-2e-===Zn2+｡
三､化学电源 1.一次电池(不能充电,不能反复使用) 普通锌锰干电池,用锌片做负极,位于中央的顶盖有铜帽的碳棒做正极,在石墨 周围填充ZnCl2､NH4Cl和淀粉糊做电解质,还填有MnO2黑色粉末｡电极反应 为:
负极 : Zn 2e ===Zn 2 正极 : 2NH 2MnO2 2e ===2NH3 Mn 2O3 H 2O 4
察到A极溶解,而B极上有气体放出,则说明在原电池工作过程中,A被氧化成阳 离子而失去电子做负极,B做正极,则可以断定金属A的金属活动性比B的强｡
2.加快化学反应速率 由于原电池将氧化还原反应拆成两个半反应且有电流产生,因而反应速率加 快｡ 如Zn与稀H2SO4反应制氢气时,可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu-Zn 原电池,加快反应进行｡
3.设计制作化学电源 设计原电池时要紧扣原电池的三个条件｡具体方法是: (1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应;
(2)根据原电池的电极反应特点,结合两个半反应找出正 负极材料(负极就是失电子的物质,正极用比负极活泼性 差的金属即可,也可以用石墨)及电解质溶液｡
①电解质溶液的选择
电解质是使负极放电的物质｡因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或
下列对铅蓄电池的说法错误的是 A.需要定期补充硫酸 B.工作时铅是负极, PbO 2是正极
PbO 2 Pb 2H 2SO4 2PbSO4 2H 2 O 充电
放电

2 C.工作时负极上发生的反应是Pb 2e SO 4
PbSO 4 D.工作时电解质的密度减小
总反应 : Pb PbO 2 2H 2SO 4 2PbSO 4 2H 2 O
3.燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池
｡氢氧燃料电池以氢气为燃料,氧气为氧化剂,铂做电极,若以KOH溶液为电解
质,电极反应式为: 负极:2H2+4OH--4e-===4H2O
D.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片
答案:C
解析:原电池反应中Zn失电子､MnO2得电子,因此该电池负极为Zn,正极为
MnO2｡由电池总反应式减去负极反应式Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O即得正极