化学能转化为电能PPT教学课件

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(3)若为无明显外接电源的串联电路,则应利用题中信息找出能 发生自发氧化还原反应的装置为原电池,其余装置为电解池或 电镀池。
方法指导
2.电池电极的判断方法:
(1)可充电电池:放电时相当于原电池,负极发生氧化反应, 正极发生还原反应; 充电时相当于电解池,放电时的正极变为电 解池的阳极,与外电源正极相连;负极变为阴极, 与外电源负极相连。
(3)外电路中的电子是从 Cu 电极流向 Ag 电极。
【解析】考查原电池的工作原理。 根据电池反应2Ag+ (aq) +Cu (s)=Cu 2+ (aq) +2Ag (s), 负极反应为:Cu--2e-=Cu 2+, 正极反应为:2Ag++2e-=2Ag,
所以负极材料为Cu,正极溶液为含Ag+的电解质溶液, 如AgNO3;
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较:
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
电子 流向
离子 移动 方向
原电池
电解池
电镀池
离子移 阳离子→正极(阴极) 动方向 阴离子→负极(阳极)
阳离子→阴极 阴离子→阳极
方法指导
4.电极反应式书写技巧:
①分析氧化还原反应:阳极——还原剂失去电子; 阴极——氧化剂得到电子。
【解析】根据氧化还原反应:AsO3-4+2I-+2H+=AsO3-3+I2+H2O, 当向装置Ⅰ中加入盐酸时,平衡向右移动,生成I2,溶液颜色加 深,由于反应在溶液中进行,所以I中C1、C2没有电流通过,G指 针不发生偏转;
当向装置Ⅱ的烧杯B中加入烧碱,平衡向左移动,在C2发生 氧化反应(负极)和C1还原反应(正极),
典例精析 【备选题】 下图Ⅰ、图Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应 “AsO3-4+2I-+2H+=AsO3-3+I2+H2O”设计成的原电池装置,其中 C1、C2均为碳棒。甲组同学向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸; 乙组同学向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述中正确的是( B D )
A.甲组操作时,微安表(G)指针发生偏转 B.甲组操作时,溶液颜色变深 C.乙组操作时,C2做正极 D.乙组操作时,C1上发生的电极反应为I2+2e-=2I-
典例精析
【备选题】 C1、C2均为碳棒。甲组同学向图Ⅰ烧杯 中逐滴加入适量浓盐酸;乙组同学向图ⅡB烧杯中逐滴加入适 量40% NaOH溶液。
典例精析
变式2
A
B
典例精析
【解析】a、b均能形成原电池, a中,Fe作负极:Fe--2e-=Fe 2+,发生氧化反应,
Cu作正极:O2+4e-+2H2O=4OH-,发生还原反应,铜丝附 近呈现红色; b中,Al作负极:Al--3e-=Al 3+,发生氧化反应,
Fe作正极:O2+4e-+2H2O=4OH-,发生还原反应。
c(OH-)下降,OH-向负极移动。 根据电子守恒原理:当蓄电池消耗0.02 mol H2O时,转移
0.02mol 电 子 , 电 解 池 阴 极 反 应 : Mx++xe- = M ,
n(M)=0.02/x(mol),则M的相对原子质量为50ax。
典典例例精析精析
【例1】一种大型蓄电系统的电池总反应为 2Na2S2+NaBr3放电充电Na2S4+3NaBr,
(2)燃料电池:自发进行的氧化还原反应中,通入燃料(发生氧化 反应)的一极为负极; 通入氧化剂(发生还原反应)的一极为正极。
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较:
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
电子 流向
离子 移动 方向
原电池 能量转化 化学能→电能
电解池
电镀池
电能→化学能
3.依据氧化还原反应:2Ag+(aq) +Cu(s)=Cu2+(aq) +2Ag(s)设计的 原电池如下图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 Cu或铜 ;
电解质溶液Y是 AgNO3或硝酸银

(2)银电极为电池的 正 极,发生的电极反应为 Ag++e-=Ag ;
X电极上发生的电极反应为 Cu–2e-=Cu 2+ 。
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较:
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
原电池
电解池
电子 流向
离子 移动 方向
电镀池
形成特点
①两个电极 ②电解质溶液 ③形成闭合回路
①直流电源、电 极
②电解质溶液
③形成闭合回路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
①阳极:镀层金属 ②阴极:待镀金属
③电镀液含镀层金 属离子
方法指导
在外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,而电流方 向与电子流向相反,所以①错。
没有盐桥,原电池不能继续工作,③错。 无论是否为原电池,均为氧化还原反应 Cu+2Ag+=Cu 2+ +2Ag,④对。
【评注】考查原电池工作原理。原电池反应的实质是氧化还原 反应,还原剂在负极发生氧化反应,氧化剂在正极发生还原反 应,电子由负极流向正极,电流则由正极流向负极。
电池中的左右两侧为电极,中间为离子选择 性膜(在电池放电和充电时该膜允许钠离子通过);放电前,被膜隔 开的电解质为Na2S2和NaBr3,放电后,分别变为Na2S4和NaBr。 下列说法正确的是( B D ) A.充电过程中,Na+的流向为从右到左 B.充电过程中,阳极的电极反应为:3NaBr--2e-=NaBr3+2Na+ C.放电前,左侧电解质为Na2S2,右侧电解质为NaBr3 D.放电过程中,电子由负极通过外电路流向正极
第9课时
1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样 电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关 电池的叙述正确的是
A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
【解析】以新型电池为载体考查原电池原理的相关知识。 选项A中Zn—Mn干电池作负极的是Zn,石墨作电池的正极, 只 起导电的作用,被腐蚀的是Zn; 选项B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能,而不是 把热能直接转化为电能; 选项C太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅,它的能量 转化高。
(用含a、50x表ax示)。
【解析】以蓄电池的有关应用,考查电化学的基本原理。 蓄电池放电时做原电池
正极发生还原反应的物质是NiOOH; 充电时, 阳极反应为:Ni(OH)2--e-+OH-=NiOOH+H2O;
阴极反应为:Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-;
充电的过程是将电能转化为化学能;
放 电 时 , Cd 作 负 极 , Cd--2e-+2OH- = Cd(OH)2 , Cd 周 围 的
负极反应为:AsO33-+2OH-–2e-=AsO43-+H2O,
正极反应为:I2+2e-=2I-。
方法指导
1.原电池、电解池、电镀池的判定方法:
(1)若无外接电源,可能是原电池,然后根据原电池的形成条件 判定是否能构成原电池;
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或 电镀池,当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀 池;
②要注意介质影响:一般来说,一极消耗介质的离子, 另一极则生成介质的离子。
③合并两极电极反应式,消去得失电子数及两边的介质离子, 即得到总的氧化还原方程式。
反之,总的氧化还原反应方程式减去一极电极反应式,可 得另一极电极反应式。
方法指导
5、氧气作为原电池正极反应时的电极反应式:
电解质溶液为中性或碱性:O2+4e-+2H2O=4OH电解质溶液为酸:O2+4e-+4H+=2H2O 固体或熔融电解质:O2+4e-=2O2-
电池工作时外电路中的电子从负极(Cu)流向正极(Ag)。
4.镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。有一种镍
镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2O
放电 充电
Cd(OH)2+2Ni(OH)2。
(1)若此蓄电池放电时,该电池某一电极发生还原反应的物质是
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较:
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
电子 流向
离子 移动 方向
电极 反应 特点
原电池
负极:活泼金属或还 原剂失电子,发生氧 化反应
正极:溶液中阳离子 或氧化剂得电子,发 生还原反应
电解池
阳极:金属或溶液 中的阴离子失去电 子,发生氧化反应
镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
放电
Cd+2NiOOH+2H2O 充电
Cd(OH)2+2Ni(OH)2。
(3)假如用此蓄电池做电源,电解M(NO3)x溶液(惰性电极),
当该蓄电池消耗0.36 g水时,电解M(NO3)x溶液的某一极
析出了a g金属M,则金属M的相对原子质量的计算式为
阳离子向阴极移动,Na+的流向为从左到右。
【评注】电化学的核心是氧化还原反应,阳极发生氧化,阴极 发生还原,分析反应前后化合价的变化,抓住电子得失与化合 价升降关系,就能轻松解决此类问题。
典典例例精析精析
【例2】用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥
(
KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的
叙述正确的是( C )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为:Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
典例精析
【解析】Cu作负极,Ag作正极。 负极:Cu--2e-=Cu 2+;正极:Ag++e-=Ag。
阴极:溶液中阳离 子得电子,发生还 原反应
电镀池
阳极:金属电 极失电子
阴极:电镀液 中阳离子得电 子
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较:
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
电子 流向
离子 移动 方向
原电池
电解池
电镀池
电子流向 负极→沿导线→正极 电源负极→沿导线→阴极 阳极→沿导线→电源正极
3.原电池、电解池、电镀池的比较:
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
电子 流向
离子 移动 方向
原电池
电解池
电镀池
电极 判断
①负极:较活泼金 属电极(阳极)
②正极:较不活泼 金属电极(阴极)
①阴极:与电源 负极相连的极
②阳极:与电源 正极相连的极
①阳极:镀层 金属
②阴极:镀件 电极
有0.1 mol电子转移
【解析】以新型电池为载体考查原电池的工作原理。 电池反应式为:2H2+O2=2H2O, 当电解质溶液为KOH时, 正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,
负极反应为:2H2+4OH--4e-=4H2O;
生成和消耗的OH-相等,KOH的物质的量不变。 根据电子守恒:产生0.1 mol Cl2转移0.2 mol电子。
2.据报道,我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车在奥运 会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为 KOH溶液。下列有关电池的叙述不正确的是
A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OHB.工作一段时间后,电解液中的KOH的物质的量不变 C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2=2H2O D.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24 L Cl2(标准状况)时,
典例精析
【解析】以新型化学电源为载体,考查电化学基本原理。
放电时起原电池作用,图中可知右侧是负极发生氧化反应,
左侧是正极发生还原反应,所以
左:NaBr3/NaBr
右:Na2S2/Na2S4(只写一种也可);
充电时起电解池作用,
阳极:3NaBr --2e-=NaBr3+2Na+ (或3Br- --2e-=Br3-); 阴极:Na2S4+2Na++2e-=2Na2S2 (或S2-4+2e-=2S2-2);
A.NiOOH
B.Cd
C.Cd(OH)2 (2)有关该蓄电池的说法正确的是
D.Ni(OH)2
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2– e-+OH-=NiOOH+H2O B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的pH减小
D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
4.镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。有一种镍
高考回放
1.(2008·广东)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等
优点,可用于电动汽车。电池反应为: FePO4+Li放电充电LiFePO4,
电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含U导电固体
为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是( C D )
A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 B.放电时电池内部Li+向负极移动 C.充电过程中,电池正极材料的质量减少 D.放电时电池正极反应为:FePO4+Li++e-=LiFePO4
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