新课标2018高考化学一轮复习专题四基本理论第18讲原电池化学电源讲解课件20170727155.ppt
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1、化学 课标版,第18讲 原电池 化学电源,考点一 原电池原理及应用 1.概念和反应本质 原电池是将化学能转化为电能的装置,其反应本质是 氧化还原反应。,2.构成条件,3.工作原理,4.原电池原理的应用 (1)设计制作化学电源,(2)加快氧化还原反应的速率 一个 自发 进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率 增大 。例如,在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的 反应速率加快。,1.判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)不是所有化学反应都可以设计成原电池 ( ) (2)在原电池中,负极材料的活泼性一定比正极材料强 ( ) (3)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电
2、池电流持续时间长 ( ) (4)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极 移动 ( ) (5)在锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有 电流产生 ( ) (6)在原电池中,正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧 化反应 ( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6),2.【多维思考】 (1)能用金属代替盐桥吗? (2)有A、B、C、D四种金属,做如下实验:将A与B用导线连接起来,浸 入电解质溶液中,B不易腐蚀;将A、D分别投入等物质的量浓度的盐 酸中,D比A反应剧烈;将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,如果把铜浸 入C的盐溶液里,有
3、金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺 序是 。 答案 (1)不能。 (2)DABC,题组一 原电池工作原理,1.(2017浙江嘉兴模拟)下列说法中正确的是 ( ) A.构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属 B.右图原电池中,电流由锌棒经外电路流向铜棒 C.通过原电池,能将反应的化学能全部转化为电能 D.银锌纽扣电池的总反应:Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag,其中Ag2O 作正极,发生还原反应,答案 D 构成原电池的两个电极不一定都是金属,可以是一极为较活 泼金属,另一极为石墨棒,故A错误;该原电池中,锌为负极,铜为正极,电流 由铜棒经外电路流向锌棒,故B错误;通
4、过原电池,能将反应的化学能转 化为电能,由于存在能量损失,则不可能将化学能全部转化为电能,故C 错误;由电池总反应可知该纽扣电池的反应中Zn为还原剂,Ag2O为氧化 剂,故Zn为负极被氧化,Ag2O为正极被还原,故D正确。,2.“软电池”采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌,而在其另一 边镀二氧化锰,在纸内的带电离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。 电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O 2MnO(OH)+ZnO。下列说法正确 的是 ( ) A.该电池的正极为锌 B.该电池反应中二氧化锰起催化作用 C.电池正极反应式:2MnO2+2e-+2H2O 2MnO(OH)+2OH- D.当0.1
5、mol Zn完全溶解时,流经电解液的电子的物质的量为0.2 mol,答案 C 该原电池中,锌元素化合价由0价变为+2价,锌失电子作负极, 故A错误;该原电池中,锰元素化合价由+4价变为+3价,所以二氧化锰作 正极,故B错误;电子从负极沿导线流向正极,不经过电解质溶液,故D错 误。,3.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是 ( ) A.中Mg作负极,中Fe作负极 B.中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e- 6OH-+3H2 C.中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+ D.中Cu作正极,电极反应式为2H+2e- H2,答案 B 中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH
6、溶液反应失去 电子,故Al是负极;中Fe在浓硝酸中钝化,Cu和浓硝酸反应失去电子作 负极,A、C错;中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2, 负极反应式为2Al+8OH-6e- 2Al +4H2O,则正极反应式为6H2O +6e- 6OH-+3H2,B正确;中Cu是正极,电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,D错。,技法总结 1.规避原电池工作原理的3个易失分点 (1)原电池闭合回路的形成有多种方式,可以是用导线连接两个电极,也 可以是两电极相接触。 (2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共 同组成了一个完整的闭合回路。 (3)电子不
7、能通过电解质溶液。,2.判断原电池正、负极的5种方法 原电池的正极和负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不 要形成活泼金属一定作负极的思维定式。,题组二 盐桥原电池 4.(2016江西铜鼓二模)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下 有关该原电池的叙述中正确的是 ( ) A.电子通过盐桥从乙池流向甲池 B.铜导线替换盐桥,原电池将能继续工作,C.开始时,银片上发生的反应是:Ag-e- Ag+ D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同,答案 D 电子不经过电解质溶液,故A错误;铜导线代替盐桥,乙池是原 电池,甲池是电解池,故B错误;银片是原电池的正极,电极反应
8、是Ag+e- Ag,故C错误;铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池 总反应都是Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+,故D正确。,5.控制适合的条件,将反应Fe3+Ag Fe2+Ag+设计成如图所示的原电 池(盐桥装有琼脂硝酸钾溶液;灵敏电流计的0刻度居中,左右均有刻 度)。已知接通后观察到电流计指针向右偏转。下列判断中正确的是 ( ),A.盐桥中的K+移向乙烧杯 B.一段时间后,电流计指针反向偏转,越过0刻度,向左边偏转 C.在外电路中,电子从石墨电极流向银电极 D.电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉,电流计指针将向 左偏转,答案 D 该原电池中,Ag失电子作负极,石墨作正极
9、,盐桥中K+移向正 极(甲烧杯);一段时间后,原电池反应结束,电流计指针指向0;原电池外电 路电子由负极流向正极,所以电子从银电极流向石墨电极;电流计指针 居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉,由2Fe3+Fe 3Fe2+,c(Fe3+)降 低,c(Fe2+)增大,平衡Fe3+Ag Fe2+Ag+向左移动,故电流计指针向左 偏转。,技法总结 氧化还原反应(可逆)设计成原电池的规律 当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时,可逆反应达到化学平 衡状态,电流计指针示数为零;当电流计指针往相反方向偏转,暗示电路 中电子流向相反,说明化学平衡移动方向相反。,题组三 原电池原理的应用 6.(2016江西
10、萍乡三模)X、Y、Z、M四种金属,已知X可以从Y的盐溶液 中置换出Y;X和Z作原电池电极时,Z为正极;Y和Z的离子共存于电解液 中,Y离子先放电;M的离子的氧化性强于Y的离子。则这四种金属的活 动性由强到弱的顺序为 ( ) A.XYZM B.XZMY C.MZXY D.XZYM,答案 D X可以从Y的盐溶液中置换出Y,说明X的活动性大于Y;X和Z 作原电池电极时,Z为正极,说明X的活动性大于Z;Y和Z的离子共存于电 解液中,Y离子先放电,说明Z的活动性大于Y;M的离子的氧化性强于Y 的离子,说明Y的活动性大于M,所以得出这四种金属的活动性由强到弱 的顺序为XZYM。,7.等质量的两份锌粉a、b
11、,分别加入过量的稀硫酸中,同时向a中放入少 量的CuSO4溶液,如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确 的是 ( ),答案 D 等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀硫酸中,同时向a 中放入少量的CuSO4溶液,发生反应Zn+Cu2+ Zn2+Cu,形成Cu-Zn原 电池,反应速率增大,反应用时小于b,生成的氢气的量也少于b,图像应为 D。,8.(2016四川成都模拟)某校化学兴趣小组进行探究性活动,将氧化还原 反应:2Fe3+2I- 2Fe2+I2,设计成带盐桥的原电池。提供的试剂:FeCl3 溶液、KI溶液;其他用品任选。请回答下列问题: (1)请补充下面原电池的装置图
12、,在括号内填上正、负极的材料、电解 质溶液。 (2)发生氧化反应的电极反应式为 。,(3)反应达到平衡时,外电路导线中 (填“有”或“无”)电流通 过。 (4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,当固体全部溶解后,则此时 该溶液中的电极变为 (填“正”或“负”)极。,答案 (1) (2)2I-2e- I2 (3)无 (4)负,解析 (1)依据原电池原理分析,氧化还原反应中Fe3+在正极得电子发生 还原反应,I-在负极失电子发生氧化反应,负极所在的电解质溶液为KI溶 液,正极所在的电解质溶液为FeCl3溶液。电极材料可选取惰性电极,如 石墨(碳棒)或其他相对不活泼的金属。 (2)发生
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