【教学课件】第三讲化学能转化为电能-电池.ppt

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1、考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2第三讲化学能转化为电能第三讲化学能转化为电能电池电池1.了解原了解原电电池的工作原理,能写出池的工作原理,能写出电电极反极反应应式和式和电电池反池反应应方程式。方程式。2了解常了解常见见化学化学电电源的种源的种类类及其工作原理。及其工作原理。3理解金属理解金属发发生生电电化学腐化学腐蚀蚀的原因,金属腐的原因,金属腐蚀蚀的危害,防的危害,防止金属腐止金属腐蚀蚀的措施。的措施。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘

2、热热点透析点透析 21电电极反极反应应方程式方程式书书写常考常新,考写常考常新,考查查形式多形式多样样,可能,可能以以选择题选择题形式判断形式判断书书写正写正误误,也可能融入,也可能融入综综合合题题目中目中具体具体书书写。写。2与与电电解内容解内容联联合命合命题题,原,原电电池成池成为电为电解池的外接解池的外接电电源源的的设设想大胆新想大胆新颖颖,应应多关注。多关注。3借助金属的借助金属的电电化学腐化学腐蚀蚀和防和防护护考考查查原原电电池原理也是高池原理也是高考的重要命考的重要命题题方式。方式。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭

3、秘热热点透析点透析 2一一、原电池及其工作原理原电池及其工作原理1原电池装置能量转化原电池装置能量转化:_转转化化为为_。2原电池的电极原电池的电极 原原电电池的池的负负极极_金属金属发发生生_反反应应 向外向外电电路路_电电子子 原原电电池的正极池的正极_金属金属(或惰性或惰性电电极如石墨极如石墨)发发生生_外外电电路提供的路提供的电电子子化学能化学能电电能能活活泼泼氧化氧化提供提供不活不活泼泼还还原反原反应应接受接受考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 23原电池的构成条件原电池的构成条件(1)能自能自发发地

4、地发发生生_。(2)电电解解质质溶液溶液(构成构成电电路或参加反路或参加反应应)。(3)由由还还原原剂剂和和导导体构成体构成_极系极系统统,由氧化,由氧化剂剂和和导导体构体构成成_极系极系统统。(4)形成形成_(两两电电极接触或用极接触或用导线连导线连接接)。氧化氧化还还原反原反应应负负正正闭闭合回路合回路考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 24工作原理工作原理(以锌以锌铜原电池为例,如图所示铜原电池为例,如图所示)电电极名称极名称负负极极正极正极电电极材料极材料_电电极反极反应应_反反应类应类型型氧化反氧化反

5、应应还还原反原反应应电电子流向子流向由由_沿沿导线导线流向流向_ZnCuZn2e=Zn2+Cu+2e=Cu正极正极负负极极考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2 原原电电池的模型中常用池的模型中常用盐桥连盐桥连接,它的作用是什么接,它的作用是什么?能否用一?能否用一导线导线代替?代替?提示提示盐桥的作用是连接两烧杯中的电解质溶液,使带电离盐桥的作用是连接两烧杯中的电解质溶液,使带电离子定向移动,使烧杯中电荷平衡,不能用一根导线连接,因子定向移动,使烧杯中电荷平衡,不能用一根导线连接,因为导线是不能传递阴阳离子的

6、。为导线是不能传递阴阳离子的。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2二、常见化学电源二、常见化学电源电电池池负负极反极反应应正极反正极反应应总总反反应应式式碱性碱性锌锰锌锰电电池池 _铅铅蓄蓄电电池池_Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)Zn2OH2e=Zn(OH)22MnO22H2O2e=2MnOOH2OHZn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2Pb(s)2eSO42(aq)=PbSO4(s)PbO2(s)2e4H(aq)SO42(aq)=PbSO4(s)2

7、H2O(l)考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2氢氢氧氧燃料燃料电电池池酸性酸性 2H24e=4HO24e4H=2H2O2H2O2=2H2O碱性碱性2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH固体固体 2H24e=4HO24e=2O2考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2 燃料燃料电电池与普通化学池与普通化学电电池有何不同?池有何不同?提示提示燃料电池和普通电池不同,必须使用辅助电极,电极燃料电池和普通电池不同,必须使用

8、辅助电极,电极本身不参与反应,所采用的燃料一般为本身不参与反应,所采用的燃料一般为H2、CH4、CH3OH等,等,助燃剂一般为助燃剂一般为O2(或空气或空气)。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2三三、金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护1金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质金属原子金属原子_变为变为_,金属,金属发发生生_。2金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型(1)化学腐化学腐蚀蚀与与电电化学腐化学腐蚀蚀失去失去电电子子金属阳离子金属阳离子氧化反氧化反应应化学腐化学腐蚀蚀电电化学腐化学腐蚀蚀条件条件金属跟金属跟_接触接触不不

9、纯纯金属或合金跟金属或合金跟_接触接触现现象象_电电流流产产生生_电电流流产产生生本本质质金属被金属被_较较活活泼泼金属被金属被_联联系系两者往往同两者往往同时发时发生,生,_腐腐蚀蚀更普遍更普遍非金属非金属单质单质直接直接电电解解质质溶液溶液无无有微弱有微弱氧化氧化氧化氧化电电化学化学考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2(2)析析氢氢腐腐蚀蚀与吸氧腐与吸氧腐蚀蚀以以钢铁钢铁的腐的腐蚀为蚀为例例进进行分析:行分析:析析氢氢腐腐蚀蚀吸氧腐吸氧腐蚀蚀条件条件_电电极极反反应应负负极极_正极正极_总总反反应应式式_

10、联联系系_更更普遍普遍水膜酸性水膜酸性较较强强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性Fe2e=Fe22H2e=H2O22H2O4e=4OHFe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2吸氧腐吸氧腐蚀蚀考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2铁锈铁锈的形成:的形成:4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈铁锈)(3x)H2O。3金属的防护金属的防护(1)电电化学防化学防护护牺牺牲阳极保牲阳极保护护法法_原理原理a_:比被保:比被保护护金属活

11、金属活泼泼的金属;的金属;b._:被保:被保护护的金属的金属设备设备。外加外加电电流的阴极保流的阴极保护护法法_原理原理a_:被保:被保护护的金属的金属设备设备;b._:惰性金属。:惰性金属。(2)改改变变金属的内部金属的内部结结构,如制成合金、不构,如制成合金、不锈钢锈钢等。等。(3)加防加防护层护层,如在金属表面,如在金属表面喷喷油漆、涂油脂、油漆、涂油脂、电镀电镀、喷喷镀镀或表面或表面钝钝化等方法。化等方法。原原电电池池正极正极电电解解阴极阴极阳极阳极负负极极考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2影响金属

12、腐影响金属腐蚀蚀的因素有哪些?的因素有哪些?提示提示影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说,金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀。就金属本性来说,金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属的腐蚀的影响也很大,如果金属在潮湿的空气中,介质对金属的腐蚀的影响也很大,如果金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都容易被腐蚀。接触腐蚀性气体或电解质溶液,都容易被腐蚀。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2考基梳理考基梳理 助学提升助学

13、提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2盐桥的作用盐桥的作用(1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。(2)平衡电荷。如在平衡电荷。如在Zn/ZnSO4Cu/CuSO4原电池中原电池中Zn失去电子失去电子Zn2进入进入ZnSO4溶液,溶液,ZnSO4溶液中因溶液中因Zn2增多增多而带正电荷。同时,而带正电荷。同时,CuSO4溶液则由于溶液则由于Cu2变成变成Cu,使得,使得SO42相对较多而带负电荷。通过盐桥中阴阳离子定向移动相对较多而带负电荷。通过盐桥中阴阳离子定向移动而使两极电解质溶液中正负电荷

14、守恒而保持电中性。而使两极电解质溶液中正负电荷守恒而保持电中性。一个作用一个作用考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 21“三池三池”的判断技巧的判断技巧原电池、电解池、电镀池判定规律:若无外接电源,可能原电池、电解池、电镀池判定规律:若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定,主要是是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定,主要是三看,先看电极,两极为导体且活动性不同;再看溶液,三看,先看电极,两极为导体且活动性不同;再看溶液,两极插入电解质溶液中;后看回路,形成闭合的回路。若两极插入电解质

15、溶液中;后看回路,形成闭合的回路。若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或有外接电源,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阳离子相同则电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其他情况为电解池。为电镀池,其他情况为电解池。2串联电路中串联电路中“原电池原电池”与与“电解池电解池”的判断的判断若无外接电源,必有一个是原电池,根据原电池的构成条若无外接电源,必有一个是原电池,根据原电池的构成条件进行判断,其余是电解池。若有外接电源,则全是电解件进行判断,其余是电解池。若有外接电源,则全是电解池。池。两种技巧两种技巧考基梳理考基梳

16、理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2原电池的四个判定方法原电池的四个判定方法观察电极观察电极两极为导体且存在活泼性差异两极为导体且存在活泼性差异(燃料燃料电池的电极一般为惰性电极电池的电极一般为惰性电极);观察溶液观察溶液两极插入溶液中;两极插入溶液中;观察回路观察回路形成闭合回路或两极直接接触;形成闭合回路或两极直接接触;观察本质观察本质原电池反应是自发的氧化还原反应。原电池反应是自发的氧化还原反应。四个观察四个观察考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热

17、点透析点透析 2四个规律四个规律金属腐蚀的四个规律金属腐蚀的四个规律电解池原理引起的腐蚀电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学化学腐蚀腐蚀有防护措施的腐蚀。有防护措施的腐蚀。对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液弱弱电解质溶液电解质溶液非电解质溶液。非电解质溶液。活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,腐蚀越快。活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,腐蚀越快。对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。蚀越快。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力

18、对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2原电池学习的关键是理解原电池的原理,大家可以画原电池学习的关键是理解原电池的原理,大家可以画一画原电池的原理图,弄清离子的移向,电子的流向,两一画原电池的原理图,弄清离子的移向,电子的流向,两极的反应极的反应(负氧正还原负氧正还原)。对于燃料电池要注意燃料在负极。对于燃料电池要注意燃料在负极反应,反应,O2在正极反应,要注意电解质溶液或传导介质的影在正极反应,要注意电解质溶液或传导介质的影响,如碱性条件下,响,如碱性条件下,CO2以以CO32形式存在。形式存在。我的体会我的体会考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接

19、能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2在金属的在金属的电电化学腐化学腐蚀蚀中,做氧化中,做氧化剂剂的只有的只有O2和和H吗吗?提示提示不是。其他氧化性微粒也可以使金属发生电化不是。其他氧化性微粒也可以使金属发生电化学腐蚀。学腐蚀。问题征解问题征解考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2一、原电池的正负极的判断一、原电池的正负极的判断必考点必考点49 原电池正负极的判断方法和电极反应式的书写原电池正负极的判断方法和电极反应式的书写考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能

20、力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2二、电极反应式的书写二、电极反应式的书写1一般电极反应式的书写一般电极反应式的书写考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 22复杂电极反应式的书写复杂电极反应式的书写如如CH4酸性燃料酸性燃料电电池中池中CH42O2=CO22H2O总总反反应应式式2O28H8e=4H2O正极反正极反应应式式得:得:CH42H2O8e=CO28H负负极反极反应应式式考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透

21、析点透析 2【典例典例1】已知在酸性条件下已知在酸性条件下发发生的反生的反应为应为AsO432I2H=AsO33I2H2O,在碱性条件下,在碱性条件下发发生的反生的反应为应为AsO33I22OH=AsO43H2O2I。设计设计如如图图装置装置(C1、C2均均为为石墨石墨电电极极),分,分别进别进行下述操作:行下述操作:考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2.向向B烧烧杯中逐滴加入杯中逐滴加入浓盐浓盐酸酸.向向B烧烧杯中逐滴加入杯中逐滴加入40%NaOH溶液溶液结结果果发现电发现电流表指流表指针针均均发发生偏生偏

22、转转。试试回答下列回答下列问题问题:(1)两次操作中指两次操作中指针为针为什么什么发发生偏生偏转转?(2)两次操作两次操作过过程中指程中指针针偏偏转转方向方向为为什么相反?什么相反?试试用化学平用化学平衡移衡移动动原理解原理解释释之。之。(3)操作操作过过程中程中C1棒上棒上发发生的反生的反应为应为_;(4)操作操作过过程中程中C2棒上棒上发发生的反生的反应为应为_。(5)操作操作过过程中,程中,盐桥盐桥中的中的K移向移向_烧烧杯溶液杯溶液(填填“A”或或“B”)。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2解析解析

23、由于酸性条件下发生反应由于酸性条件下发生反应AsO432I2H=AsO33I2H2O,碱性条件下发生反应,碱性条件下发生反应AsO33I22OH=AsO43H2O2I都是氧化还原反应。而且都是氧化还原反应。而且满足构成原电池的三大要素:满足构成原电池的三大要素:不同环境中的两电极不同环境中的两电极(连连接接);电解质溶液电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应电极插入其中并与电极自发反应);形成闭合回路。形成闭合回路。当加酸时,当加酸时,c(H)增大,增大,C1:2I2e=I2,这是负极;,这是负极;C2:AsO432H2e=AsO33H2O,这是正极。,这是正极。当加碱时,当加碱时,c(OH

24、)增大,增大,C1:I22e=2I,这是正极;,这是正极;C2:AsO332OH2e=AsO43H2O,这是负极。,这是负极。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2答案答案(1)两次操作中均能形成原两次操作中均能形成原电电池,化学能池,化学能转变转变成成电电能。能。(2)()加酸,加酸,c(H)增大,增大,AsO43得得电电子,子,I失失电电子,所子,所以以C1极是极是负负极,极,C2极是正极。极是正极。()加碱,加碱,c(OH)增大,增大,AsO33失失电电子,子,I2得得电电子,此子,此时时,C1极是正极,

25、极是正极,C2极是极是负负极。故极。故发发生不同方向的反生不同方向的反应应,电电子子转转移方向不同,即移方向不同,即电电流流表指表指针针偏偏转转方向不同。方向不同。(3)2I2e=I2(4)AsO332OH2e=AsO43H2O(5)A考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应,原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应,如果给出一个化学反应方程式判断正、负极,可以直接根如果给出一个化学反应方程式判断正、负极,可以直接根据化合价的升降来判断,发生氧化反应的一极为

26、负极,发据化合价的升降来判断,发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极。生还原反应的一极为正极。判断电极时,不能简单地依据金属的活泼性来判断,要判断电极时,不能简单地依据金属的活泼性来判断,要看反应的具体情况,如:看反应的具体情况,如:a.Al在强碱性溶液中比在强碱性溶液中比Mg更易失更易失电子,电子,Al作负极,作负极,Mg作正极;作正极;b.Fe、Al在浓在浓HNO3中钝化中钝化后,比后,比Cu等金属更难失电子,等金属更难失电子,Cu等金属作负极,等金属作负极,Fe、Al作正极。作正极。原电池正负极判断的注意点原电池正负极判断的注意点考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点

27、通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2【应用应用1】(2013保定质检保定质检)原原电电池正、池正、负电负电极的极性不极的极性不仅仅与与电电极材料极材料的性的性质质有关,也与有关,也与电电解解质质溶液有关。下列由不同材料溶液有关。下列由不同材料组组成成的原的原电电池,池,电电极反极反应应正确的是正确的是()。A由由Fe、Cu与稀硫酸与稀硫酸组组成的原成的原电电池,其池,其负负极反极反应应式式为为Fe 3e=Fe3B由由Al、Mg与与氢氢氧化氧化钠钠溶液溶液组组成的原成的原电电池,其池,其负负极反极反应应 式式为为Mg2e2OH=Mg(OH)2C由由Pb、C

28、u与与氯氯化化铁铁溶液溶液组组成的原成的原电电池,其正极反池,其正极反应应 式式为为Cu2e=Cu2D由由Al、Cu与与浓浓硝酸硝酸组组成的原成的原电电池,其池,其负负极反极反应应式式为为 Cu2e=Cu2考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2解析解析由由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池,与稀硫酸组成的原电池,Fe作负极,电极作负极,电极反应式为:反应式为:Fe2e=Fe2,A错;由错;由Al、Mg与氢氧化与氢氧化钠溶液组成的原电池,电池总反应为钠溶液组成的原电池,电池总反应为2Al6H2O2NaOH=2NaAl

29、(OH)43H2,Al作负极,电极反应式作负极,电极反应式为为Al3e4OH=Al(OH)4,B错;由错;由Pb、Cu与氯与氯化铁溶液组成的原电池,正极为化铁溶液组成的原电池,正极为Pb,电极反应式为,电极反应式为Fe3e=Fe2,C错;由错;由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池,与浓硝酸组成的原电池,Al遇浓硝酸钝化,遇浓硝酸钝化,Cu作负极,电极反应式为作负极,电极反应式为Cu2e=Cu2,D对。对。答案答案D考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 21加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率一个自一个自发进发

30、进行的氧化行的氧化还还原反原反应应,设计设计成原成原电电池池时时反反应应速率增大。速率增大。例如,在例如,在Zn与稀与稀H2SO4反反应时应时加入少量加入少量CuSO4溶液能溶液能使使产产生生H2的反的反应应速率加快。速率加快。2比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱两种金属分两种金属分别别做原做原电电池的两极池的两极时时,一般做,一般做负负极的金属极的金属比做正极的金属活比做正极的金属活泼泼。例如,有两种金属例如,有两种金属a、b,用,用导线连导线连接后插入到稀接后插入到稀H2SO4中,中,观观察到察到a溶解,溶解,b极上有气泡极上有气泡产产生,生,则则推推测测a为负为负极,极,b为为正极,正

31、极,则则金属活金属活动动性性ab。必考点必考点50原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 23用于金属的防护用于金属的防护使被保使被保护护的金属制品做原的金属制品做原电电池正极而得到保池正极而得到保护护。例如,要保例如,要保护护一个一个铁质铁质的的输输水管道或水管道或钢铁桥钢铁桥梁等,可梁等,可用用导线导线将其与一将其与一块锌块块锌块相相连连,使,使锌锌做原做原电电池的池的负负极。极。4设计电池,制造化学电源设计电池,制造化学电源 如根

32、据以下反如根据以下反应设计应设计的原的原电电池如下表所示:池如下表所示:原理原理负负极极正极正极电电解解质质溶液溶液电电极反极反应应2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2CuC(Fe3)FeCl3溶液溶液负负极:极:Cu2e=Cu2正极:正极:2Fe32e=2Fe2考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 25.探究金属腐蚀的快慢规律探究金属腐蚀的快慢规律不同不同类类型的腐型的腐蚀规蚀规律律电电解原理引起的腐解原理引起的腐蚀蚀原原电电池原理引起的腐池原理引起的腐蚀蚀化学化学腐腐蚀蚀有防有防护护措施的腐措施的腐蚀蚀考

33、基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2【典例典例2】(2012吉林期末质检吉林期末质检)实验发现实验发现,298 K时时,在,在FeCl3酸性溶酸性溶液中加入少量液中加入少量锌锌粒后,粒后,Fe3立即被立即被还还原成原成Fe2。某化学。某化学兴兴趣小趣小组组根据根据该实验该实验事事实设计实设计了如下了如下图图所示的原所示的原电电池装置。池装置。下列有关下列有关说说法中正确的是法中正确的是()。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2

34、A该该原原电电池的正极反池的正极反应应是:是:Zn2e=Zn2B左左烧烧杯中溶液的杯中溶液的红红色逐色逐渐渐退去退去C该电该电池池铂电铂电极上有气泡出极上有气泡出现现D该电该电池池总总反反应为应为:3Zn2Fe3=2Fe3Zn2解析解析正极是得电子的反应,正极是得电子的反应,A错误;左烧杯中的电极反错误;左烧杯中的电极反应式为应式为Fe3e=Fe2,B正确、正确、C错误;因为在金属活错误;因为在金属活动性顺序中铁排在动性顺序中铁排在H的前面,在酸性溶液中不会生成的前面,在酸性溶液中不会生成Fe,D错误。错误。答案答案B考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训

35、考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应,将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应,分别作原电池的负极和正极。分别作原电池的负极和正极。(2)确定电极材料确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接作负如发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接作负极;如为气体极;如为气体(如如H2)或溶液中的还原性离子,可用惰性电或溶液中的还原性离子,可用惰性电极极(如如Pt、碳棒、碳棒)作负极。作负极。发生还原反应的电极材料必须

36、不如负极材料活泼。发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。(3)确定电解质溶液确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可。一般选用反应物中的电解质溶液即可。(4)构成闭合回路。构成闭合回路。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2【应用应用2】(2013青岛模拟青岛模拟)控制适合的条件,将反控制适合的条件,将反应应2Fe32I2Fe2I2设计设计成如下成如下图图所示的原所示的原电电池。下列判断不正确的池。下列判断不正确的是是()。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训

37、考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2A反反应应开始开始时时,乙中石墨,乙中石墨电电极上极上发发生氧化反生氧化反应应B反反应应开始开始时时,甲中石墨,甲中石墨电电极上极上Fe3被被还还原原C电电流流计读计读数数为为零零时时,反,反应应达到化学平衡状达到化学平衡状态态D电电流流计读计读数数为为零后,在甲中溶入零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石固体,乙中的石 墨墨电电极极为负为负极极考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2答案答案D考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向

38、集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2原电池反应的本质就是氧化还原反应。因此正确书写氧化还原电池反应的本质就是氧化还原反应。因此正确书写氧化还原反应方程式并能标出电子转移的方向和数目是正确书写电原反应方程式并能标出电子转移的方向和数目是正确书写电极反应式的基础,通过电池反应中转移电子的数目可确定电极反应式的基础,通过电池反应中转移电子的数目可确定电极反应中得失的电子数目,通过电池反应中的氧化剂、还原极反应中得失的电子数目,通过电池反应中的氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物可确定电极反应中的反应物和产物。剂和氧化产物、还原产物可确定电极反应中的反应物和产物。具体步骤如下:具体步骤如下

39、:首先根据题意写出电池反应。首先根据题意写出电池反应。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2标出电子转移的方向和数目,指出氧化剂、还原剂。标出电子转移的方向和数目,指出氧化剂、还原剂。根据还原剂根据还原剂负极材料,氧化产物负极材料,氧化产物负极产物,氧负极产物,氧化剂化剂正极材料,还原产物正极材料,还原产物正极产物来确定原电池正极产物来确定原电池的正、负极和反应产物。根据电池反应中转移电子的数目的正、负极和反应产物。根据电池反应中转移电子的数目来确定电极反应中得失的电子数目。来确定电极反应中得失的电子数目。注意

40、环境介质对反应产物的影响。注意环境介质对反应产物的影响。写出正确的电极反应式。写出正确的电极反应式。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2(12分分)某学校研究性学某学校研究性学习习小小组组欲以欲以镁镁条、条、铝铝片片为电为电极,以极,以稀稀NaOH溶液溶液为电为电解解质质溶液溶液设计设计原原电电池。池。(1)给给你一只安培表,你一只安培表,请请你画出你画出该该原原电电池的示意池的示意图图,并,并标标出出正正负负极。极。试卷采样试卷采样考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训

41、考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2审题指导审题指导在所在所给给的的电电极材料中,极材料中,铝铝片能与片能与NaOH溶液溶液发发生自生自发发的氧的氧化化还还原反原反应应:2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2还还原原剂剂氧化氧化剂剂氧化氧化产产物物还还原原产产物物由此可知:由此可知:负负极极(Al):2Al6e8OH=2Al(OH)4正极正极(Mg):6H2O6e=3H26OH当场指导当场指导考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对

42、接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2失分提示失分提示1原电池的正极和负极除与活泼性有关外,还与接触到原电池的正极和负极除与活泼性有关外,还与接触到溶液的酸碱性有关。溶液的酸碱性有关。2原电池中电极反应与溶液的酸碱性有一定关系。原电池中电极反应与溶液的酸碱性有一定关系。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2评分细则评分细则(1)如右如右图图所示所示(4分分)(不标正负极扣不标正负极扣2分分)(2)2Al8OH6e=2Al(OH)4(4分分)(3)6H2O6e=3H26OH(4分分)考基

43、梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2考向考向1原原电电池的工作原理池的工作原理5年年12考考考向考向2原原电电池原理的池原理的综综合合应应用用5年年8考考Hold住考向住考向名师揭秘名师揭秘原原电电池原理的分析和池原理的分析和应应用是高考的用是高考的热热点。点。预测预测2014年年关于新型关于新型电电源的工作原理分析、源的工作原理分析、电电极反极反应应式的式的书书写仍会在写仍会在高考中出高考中出现现,必,必须须高度关注。高度关注。考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训

44、 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2角度角度1.原电池工作原理原电池工作原理1(2012福建理综福建理综,9)将下将下图图所示所示实验实验装置的装置的K闭闭合,下合,下列判断正确的是列判断正确的是()。原电池原理的多方位分析原电池原理的多方位分析考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2ACu电电极上极上发发生生还还原反原反应应B电电子沿子沿ZnabCu路径流路径流动动C片刻后甲池中片刻后甲池中c(SO42)增大增大D片刻后可片刻后可观观察到察到滤纸滤纸b点点变红变红色色解析解析将将K闭合构成闭合回路后,甲、乙构

45、成原电池。饱和闭合构成闭合回路后,甲、乙构成原电池。饱和硫酸钠、酚酞溶液为电解质溶液,滤纸为硫酸钠、酚酞溶液为电解质溶液,滤纸为“电解池电解池”。A项,项,原电池反应为:原电池反应为:ZnCu2=Zn2Cu,Zn为负极,发生为负极,发生氧化反应,氧化反应,Cu电极上发生还原反应;电极上发生还原反应;B项,电子不能通过电项,电子不能通过电解质溶液;解质溶液;C项,盐桥中项,盐桥中Cl移向甲池,移向甲池,c(SO42)不变;不变;D项,项,b点为电解池的阳极,点为电解池的阳极,OH放电,该极区呈酸性,此处滤纸放电,该极区呈酸性,此处滤纸颜色无明显变化。颜色无明显变化。答案答案A考基梳理考基梳理 助

46、学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2(2011广东广东,12)某小某小组为组为研究研究电电化学原理,化学原理,设计设计右右图图装置,下列叙述不正确的是装置,下列叙述不正确的是 ()。Aa和和b不不连连接接时时,铁铁片上会有金属片上会有金属铜铜析出析出Ba和和b用用导线连导线连接接时时,铜铜片上片上发发生的反生的反应应 为为:Cu22e=CuC无无论论a和和b是否是否连连接,接,铁铁片均会溶解,溶液均从片均会溶解,溶液均从蓝蓝色逐色逐 渐变渐变成浅成浅绿绿色色Da和和b分分别连别连接直流接直流电电源正、源正、负负极,极,电压电压足

47、足够够大大时时,Cu2向向铜电铜电极移极移动动考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2解析解析a和和b不连接时,铁与不连接时,铁与CuSO4溶液发生反应:溶液发生反应:FeCu2=Fe2Cu,A项正确;项正确;a和和b用导线连接时,组成用导线连接时,组成了原电池,了原电池,Fe作负极,作负极,Cu作正极,铜片上发生还原反应:作正极,铜片上发生还原反应:Cu22e=Cu,铁片上发生氧化反应:,铁片上发生氧化反应:Fe2e=Fe2,B项正确;通过以上分析可知,无论项正确;通过以上分析可知,无论a和和b是否连是否连接,

48、均发生反应:接,均发生反应:FeCu2=Fe2Cu,故溶液均从,故溶液均从蓝色蓝色(Cu2的颜色的颜色)逐渐变成浅绿色逐渐变成浅绿色(Fe2的颜色的颜色),C项正项正确;确;a和和b分别连接直流电源正、负极时,构成电解池,铜分别连接直流电源正、负极时,构成电解池,铜片作阳极,铁片作阴极,片作阳极,铁片作阴极,Cu2应向阴极应向阴极(铁电极铁电极)移动,移动,D项错误。项错误。答案答案D考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2角度角度2.2.新型化学电池新型化学电池3(2011福建福建,11)研究人研究人员员研制出

49、一种研制出一种锂锂水水电电池,可作池,可作为鱼为鱼雷和潜艇的雷和潜艇的储备电储备电源。源。该电该电池以金属池以金属锂锂和和钢钢板板为为电电极材料,以极材料,以LiOH为电为电解解质质,使用,使用时时加入水即可放加入水即可放电电。关于关于该电该电池的下列池的下列说说法不正确的是法不正确的是()。A水既是氧化水既是氧化剂剂又是溶又是溶剂剂B放放电时电时正极上有正极上有氢氢气生成气生成C放放电时电时OH向正极移向正极移动动D总总反反应为应为:2Li2H2O=2LiOHH2解析解析在原电池中电解质溶液中的阳离子移向正极,阴在原电池中电解质溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极。离子移向负极。答案答案C

50、考基梳理考基梳理 助学提升助学提升考点通解考点通解 能力对接能力对接考向集训考向集训 名师揭秘名师揭秘热热点透析点透析 2角度角度1.判断金属活泼性判断金属活泼性1(2012全国全国,11)四种金属片两两相四种金属片两两相连连浸入稀浸入稀硫酸中都可硫酸中都可组组成原成原电电池。池。相相连时连时,外,外电电路路电电流从流从流向流向;相相连时连时,为为正极;正极;相相连时连时,上有气泡逸出;上有气泡逸出;相相连时连时,的的质质量减少。据此判量减少。据此判断断这这四种金属活四种金属活动动性由大到小的性由大到小的顺顺序是序是()。原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用考基梳理考基梳理 助学提升助学提

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