高考化学 第17讲 原电池 化学电源课件

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3.有A、B、C、D、E五块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同 时浸入稀H2SO4溶液中,A极为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO 4溶液中,电流由D→导线→C;③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,C极 产生大量气泡;④B、D相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,D极发生氧化反应; ⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液,E先析出。据此,判断五种金属 的活动性顺序是 ( )
课标版 化学
第17讲 原电池 化学电源
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教材研读
题组一 原电池的工作原理 1.构成原电池的条件
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2.反应原理 原电池的工作原理可用一简图表示如下:
(1)电子、离子移动方向(以锌、铜、稀硫酸组成的原电池为例说明)
锌③ 失 电子逐渐溶解变成Zn2+进入溶液,电子从④ 锌 极经导线流
A.A>B>C>D>E B.A>C>D>B>E
C.C>A>B>D>E D.B>D>C>A>E 答案 B 金属与稀H2SO4溶液组成原电池,活泼金属为负极,失去电子发
生氧化反应,较不活泼的金属为正极,H+在正极电极表面得到电子生成H2, 电子运动方向由负极→正极,电流方向则由正极→负极。在题述原电池中, A-B原电池,A为负极;C-D原电池,C为负极;A-C原电池,A为负极;B-D原电 池,D为负极;E先析出,E不活泼。综p上pt精可选知,金属活动性:A>C>D>B>E。 13
2H2O
4 2H2+O2 2H2O
负极:Zn+2OH--2e- Zn
锌银电池 正极:Ag2 KOH溶液 (OH)2
O负极:Zn
正极:Ag2O+H2O+2e-
2Ag+2OH-
Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+
2Ag
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题组一 原电池的工作原理 1.下列有关原电池的说法中正确的是 ( ) A.在内电路中,电子由正极流向负极 B.在原电池中,相对较活泼的金属作负极,不活泼的金属作正极 C.原电池工作时,正极表面一定有气泡产生 D.原电池工作时,可能会伴随着热量变化
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答案 B ②中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH溶液反应失去电 子,故Al作负极;③中Fe在浓硝酸中易钝化,Cu和浓HNO3反应失去电子,Cu 作负极,A错,C错。②中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2 ↑,负极电极反应式为2Al+8OH--6e- 2Al +4OH22O,则正极电极反应式为 6H2O+6e- 6OH-+3H2↑,B正确。④中Cu作正极,电极反应式为O2+2H2O +4e- 4OH-,D错。
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3.单池原电池和盐桥原电池的对比
图1和图2装置的相同点:正、负极,电极反应式,总反应式,反应现象。 不同点:图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2+,会有一部分Zn与Cu2+直接反 应,该装置中既有化学能和电能的转化,又有一部分化学能转化成了 热
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能 ,装置的温度会升高。 图2中Zn和CuSO4溶液不直接接触,不存在Zn与Cu2+直接反应的过程,所以仅 是化学能转化成了电能,电流稳定,且持续时间长。 关键点:盐桥原电池中,还原剂在负极区,而氧化剂在正极区。 4.原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱 原电池中,一般活动性相对较强的金属作 负极 ,而活动性相对较弱的 金属(或导电的非金属)作 正极 。 (2)加快化学反应速率 由于形成了原电池,导致反应速率 加快 。
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入⑤ 铜 极,溶液中H+在⑥ 铜 极上得到电子形成氢气在铜片上冒 出。 两极之间离子的定向移动:阴离子向⑦ 负 极移动(如S O 24),阳离子向⑧
正 极移动(如H+和Zn2+)。 (2)两极上的电极反应式 负极(锌极):⑨ Zn-2e- Zn2+ (氧化反应) 正极(铜极): 2H++2e- H2↑ (还原反应) 总反应(亦称为电池反应)为:Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ (3)能量转化: 化学 能转化为 电 能。
KOH
负极:Zn+2OH--2e- Zn(OH)2 正极:2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OH-
Zn+2MnO2+2H2 O Zn(OH)2+2 MnOOH
铅蓄电池
正极:PbO2 负极:Pb
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负极:②
Pb(s)+S O
2 4
(aq)-2e-
0%的H2S PbSO4(s)
O4溶液
正极:③
PbO2(s)+4H+(aq)+S
O
2 4
Pb(s)+PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)+
(aq)+2e- PbSO4(s)+2H2O(l) 2H2O(l)
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氢氧燃 料电池
正极:Pt 负极:Pt
KOH
负极:④ 2H2+4OH--4eH2O 正极:⑤ O2+2H2O+4e4OH-
负极:⑥ 2H2-4e- 4H+ H2SO4溶液 正极:⑦ O2+4H++4e-
答案 D A项,内电路中不存在电子的移动;B项,若是由铝、镁、氢氧化 钠溶液构成的原电池,则铝作负极;C项,若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的 原电池,则正极表面析出铜,没有气泡产生。
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2.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是 ( )
A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极
B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e- 6OH-+3H2↑ C.③中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+ D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e- H2↑
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(3)用于金属的防护 使需要保护的金属制品作原电池 正极 而受到保护。 (4)设计制作原电池 设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件: a.必须是能自发进行的氧化还原反应。 b.根据氧化还原反应找出正、负极材料(负极就是失电子的物质,正极百度文库比 负极活动性差的金属即可,也可以用石墨)及电解质溶液。 c.按要求画出原电池装置示意图。
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题组二 常见的化学电源
名称 电极材料 电解质
电极反应式
电池总反应
酸性锌锰 正极:石墨 NH4Cl和 负极:① Zn-2e- Zn2+ 干电池 负极:锌 ZnCl2 正极:2N H 4+2e- 2NH3+H2
2N H
+ Zn
4
Zn2++2NH3+H2
碱性锌锰 正极:MnO2 干电池 负极:锌