高三化学一轮总复习讲与练原电池化学电源课件

A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为： 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过 0.2 mol 电子，锌的质量理论上减少 6.5 g
[答案]C
[解析]从电池总反应式Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋ 2MnOOH可以确定Zn为负极，电子从负极流出经外电路流向 正极。当外电路中通过0.2 mol电子，参加反应的锌理论上为 0.1 mol，即质量减少6.5 g。
1．比较不同金属的活动性强弱 根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性 强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极。 若有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入稀硫酸 中，一段时间后，若观察到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作负极 ，B作正极，则可以断定金属A的金属活动性比B的强。
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
放电 充电
2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
3．燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性
两种。
酸性
碱性
负极反应式 正极反应式
2H2－4e－===4H＋ ______________
2H2＋4OH－－4e－ ===4H2O
O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－
电池总 反应式
2H2＋O2===2H2O
答案：一、1.电能 2．Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 氧化 还原 Zn Cu Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 3．(2)电解质 (4)氧化还原 思考：通常的氧化还原反应中，还原剂把电子直接转移给 氧化剂，如Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu中，此反应中，Zn原子把 电子直接给了在溶液中与之接触的Cu2＋，自身被氧化成Zn2＋ 进入溶液，而Cu2＋在锌片上直接得到电子被还原成Cu，得不 到电流。
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
[答案]C [解析]本题考查了原电池和硅及其化合物知识。A项中原电 池中碳棒作为惰性电极，不参与反应，故A错误；B项中氢氧燃 料电池是将化学能转化为电能，故B错误；D项中太阳能电池的 主要材料是高纯度的晶体硅而不是二氧化硅，故D错误；即选C 。
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计 成原电池
[答案]D [解析]A项中，反应是非氧化还原反应，不能设计成原电池 ，错。B项中，反应过程中会发生Ag＋＋Cl－===AgCl↓，错。C 项中，Fe遇浓硝酸会发生钝化，而Cu能与浓硝酸反应失去电子 作负极，错。
4．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样 电池的发明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( )
可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。 可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶 液。 请回答下列问题： (1)选用________作正极材料，________作负极材料，选用 ________作该原电池的电解质溶液。
课堂探究 课堂反馈
考点突破 课时作业
课 堂 探究
条 分 缕 析········································各 个 击 破
考点
考纲解读
1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和
原电池原理 及化学电源
电池反应方程式。 2．了解常见的化学电源，认识化学能与电能相 互转化的实际意义及其重要应用。
2．二次电池(可充电电池)——铅蓄电池 铅蓄电池是常见的二次电池，负极材料是________，正极 材料是________。 (1)放电时的反应 ①负极反应：____________________________；
②
正
极
反
应
：
PbO2(s)
＋
4H
＋
(aq)
＋
SO
2－ 4
(aq)
＋
2e
－
===PbSO4(s)＋2H2O(l)；
考 点 突破
有 的 放 矢··········轻 松 备 考
1．正负极判断
判断依据
负极
电极材料
活泼性较强的 金属
电子流动方向
电子流出极
电解质溶液中离子定 阴离子移向的
向移动方向
极
发生的反应
氧化反应
反应现象
溶解的极
正极 活泼性较弱的金属或 能导电的非金属 电子流入极
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四个条件。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。
阳离子移向的极
还原反应 增重或有气泡放出的 极
2.电极反应式的书写 书写电极反应式时，要根据电极材料、电解质溶液分析电 极反应和电极产物，写出电极反应式，还要注意电子守恒。 (1)负极为活泼金属时，一般失去电子形成可溶性稳定价态 阳离子，或进入溶液，或与电解质发生反应；若为燃料电池， 负极一般不参与反应，可燃气体失去电子，形成稳定的氧化产 物，或进一步与电解质溶液反应。
____________________
3.原电池构成条件 (1)两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。 (2)将电极插入________溶液中。 (3)两电极间构成闭合回路。 (4)能自发进行的________反应。 思考：通常的氧化还原反应为什么不能获得电流？
二、化学电源 1．碱性锌锰干电池——一次电池 负极反应：__________________________； 正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 。
③电池总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
(2)充电时的反应
①阴极反应： ________________________________； ②阳极反应：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋ (aq)＋SO24－(aq)； ③电池总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)。 铅蓄电池总反应式：
(2)正极上，一般是溶液中氧化性最强的微粒获得电子被还 原，生成稳定的还原产物，或进一步与电解质溶液反应。
(3)正、负两极反应式在确保得失电子数目相等的前提下， 加和可得电池反应总方程式。
[例1](双选)铜锌原电池如图工作时，下列叙述正确的是( )
A．正极反应为：Zn－2e－＝Zn2＋ B．电池反应为：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从负极流向正极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
二、1.Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
2．Pb
PbO2
(1)Pb(s)＋SO
2－ 4
(aq)－2e－===PbSO4(s)
(2)PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO24－(aq)
3．O2＋4H＋＋4e－===2H2O
自主检查 1．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，其实验兴趣小组做 完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上的描述合理的是 ()
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。
[例2]利用化学反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，选 择合适的材料和试剂，设计一个原电池。
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，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极 发生反应(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。
3．有关电化学知识的描述正确的是( ) 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，把其中的化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装 置中的盐桥中可以是装有含琼脂的KCl饱和溶液
C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后 放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极、铜作正极
[答案]BC
变式训练 1．(双选)下列装置可以形成原电池的是( )
[答案]AB [解析]构成原电池需要具备下列三个条件：①活泼性不同 的两个电极；②有电解质溶液；③组成闭合回路，故A、B符合 条件。
2．将纯锌片和纯铜片按下图所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．甲产生气泡的速度比乙慢
A．①②③ B．②④ C．④⑤⑥ D．③④⑤
[答案]B
[解析]①中 Cu 为正极，Zn 为负极，③中 SO42－向负极移动， ⑤中电子的流向是：Zn―→Cu，⑥中正极反应式：2H＋＋2e－ ===H2↑，故①③⑤⑥错。