全国通用2021高考化学一轮复习第9章电化学基础热点专题突破6新型化学电源的原理分析课件
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第1节原电池化学电源考试说明1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
命题规律本节内容是高考的常考点,其考查形式一般以新型能源电池或燃料电池为载体,考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子或电流的方向及溶液pH的变化等;原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等,主要以选择题、填空题形式出现。
考点1 原电池及其工作原理1.概念和反应本质原电池是把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(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理(以铜一锌原电池为例)(1)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
(2)活泼性强的金属不一定作负极,但负极一定发生氧化反应。
(3)电子不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥.(4)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。
(5)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。
(十二)新型化学电源试题的解题方略[要点归纳]1.背景介绍近几年的高考题中的新型化学电源,有“镍氢电池”“高铁电池”“锌锰碱性电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”“银锌电池”“纽扣电池”等,一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。
由于该类试题题材广、信息新、陌生度大,因此许多考生感觉难度大。
虽然该类试题题材新颖,但应用的解题原理还是原电池的知识,主要考查的是学生迁移应用的能力。
只要细心分析,实际上得分相对比较容易。
2.命题分析命题人常常根据新型化学电池的装置特点,以新介质、新燃料、轻金属为背景,涉及下列命题角度。
(1)电极的判断及其电极反应式的书写或判断。
(2)两极产物及两极反应类型的判断。
(3)两极附近溶液的pH变化或计算。
(4)电子、电流、离子移动方向,交换膜的判断。
(5)电子守恒的相关计算。
3.新型化学电源示例分析(1)(2016·全国Ⅱ卷)MgAgCl电池(海水为电解质溶液)负极反应式:Mg-2e-===Mg2+;正极反应式:2AgCl+2e-===2Ag+2Cl-;总反应式:Mg+2AgCl===2Ag+MgCl2。
(2)(2015·全国Ⅰ卷)微生物电池如图负极反应式:C6H12O6-24e-+6H2O===6CO2↑+24H+;正极反应式:6O2+24e-+24H+===12H2O。
(3)镍氢电池(KOH溶液):NiOOH+MH 放电充电Ni(OH)2+M负极反应式:MH-e-+OH-===M+H2O;正极反应式:NiOOH+e-+H2O===Ni(OH)2+OH-。
(4)热激活电池受热熔化后可瞬间输出电能。
总反应式为PbSO 4+2LiCl +Ca===CaCl 2+Li 2SO 4+Pb负极反应式:Ca -2e -+2Cl -===CaCl 2;正极反应式:PbSO 4+2e -===SO 2-4+Pb 。
2021高三全国统考化学(经典版)一轮学案:第9章第1节原电池化学电源含答案第九章电化学基础第1节原电池化学电源[考试说明] 1.了解原电池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应式和电池总反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理.[命题规律]本节内容是高考的常考点,其考查形式一般以新型能源电池或燃料电池为载体,考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子或电流的方向及溶液pH的变化等;原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等,主要以选择题、填空题形式出现.考点1原电池及其工作原理知识梳理1。
概念原电池是把错误!化学能转化为错误!电能的装置。
2.构成条件(1)有能自发进行的错误!氧化还原反应发生。
(2)错误!活泼性不同的两个电极。
(3)形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①错误!电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入错误!电解质溶液中。
3.工作原理(以铜一锌原电池为例)装置图电极材料负极:错误!锌片正极:错误!铜片电极反应错误!Zn-2e-===Zn2+□,04Cu2++2e-===Cu反应类型□05氧化反应错误!还原反应电子流向由错误!锌片沿导线流向错误!铜片电解质溶液中离子流向电解质溶液中,阴离子向错误!负极迁移,阳离子向错误!正极迁移电流方向由错误!铜片沿导线流向错误!锌片盐桥中离子流向盐桥中含有饱和KCl溶液,错误!K+移向正极,错误!Cl-移向负极电池总反应式错误!Zn+Cu2+===Zn2++Cu两类装置的不同点还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,既有化学能转化为电能,又有化学能转化为热能,造成能量损耗Zn与氧化剂Cu2+不直接接触,仅有化学能转化为电能,减少了能量损耗,故电流稳定,持续时间长(1)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池.(2)活泼性强的金属不一定作负极,但负极一定发生氧化反应。
(3)电子不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水,离子不上岸)。
常考点6新型化学电源1.(辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。
下列说法正确的是( )A.放电时负极质量减小B.储能过程中电能转变为化学能C.放电时右侧H +通过质子交换膜移向左侧D.充电总反应:Pb+S O 42-+2Fe 3+===PbSO 4+2Fe 2+ 2.(全国乙卷)室温钠—硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。
一种室温钠—硫电池的结构如图所示。
将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。
工作时,在硫电极发生反应:12S 8+e -12S 82-,12S 82-+e-S 42-,2Na ++x4S 42-+2(1-x4)e -Na 2S x 。
下列叙述错误的是( )A.充电时Na +从钠电极向硫电极迁移B.放电时外电路电子流动的方向是a→bS8+2e-Na2S xC.放电时正极反应为2Na++x8D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能3.(浙江绍兴高三联考)某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(见下图),下列说法不正确的是( )A.充电时,Fe2O3对应电极连接充电电源的负极B.该电池正极的电极反应式:Fe2O3+6Li++6e-===3Li2O+2FeC.该电池不能使用氢氧化钠溶液作为电解液D.该电池工作的原理:放电时,Fe2O3作为电池正极被还原为Fe,电池被磁铁吸引4.(浙江稽阳联谊学校联考)镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计的新型二次离子电池。
其工作原理如图所示,已知放电时,b极转化关系为VS2→Li x VS2。
下列说法不正确的是( )A.充电或放电时,a极电势均高于b极B.放电过程中电子经导线由a极向b极移动C.充电时阳极的电极反应式为Li x VS2-xe-===VS2+ol,则负极质量变化2.4 g5.(浙江金华汤溪中学月考)某液流电池工作原理如图。
课时作业时间:45分钟满分:100分一、选择题(每题8分,共72分)1.下列电池工作时,O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池答案 B2.按如图所示进行实验,下列说法不正确的是()A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B.装置甲、乙中的能量变化均为化学能转化为电能C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e-===Zn2+答案 B3.工业上常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性质的不锈钢,在如图装置中,观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体,则下列叙述正确的是()A.图1为原电池装置,Cu电极上产生的是O2B.图2装置中Cu电极上发生的电极反应式为Cu-2e-===Cu2+C.由实验现象可知:金属活动性Cu>CrD.两个装置中,电子均由Cr电极流向Cu电极答案 B解析图1为原电池装置,铜为正极,氢离子得电子生成氢气;图2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体,说明铜为负极,铬电极为正极,负极发生Cu-2e-===Cu2+;由图1根据原电池原理知金属铬的活动性比铜强;图1中,电子由Cr经导线流向Cu,图2中电子由Cu极经导线流向Cr。
4.通过NO传感器可监测汽车排放的尾气中NO含量,其工作原理如图所示,下列说法正确的是()A.O2-向正极移动B.负极的电极反应式为NO-2e-+O2-===NO2C.O2的电极反应产物是H2OD.反应消耗的NO与O2的物质的量之比为1∶2答案 B解析NiO电极上NO失电子和O2-反应生成二氧化氮,所以负极反应式为NO+O2--2e-===NO2,故B正确;正极上电极反应式为O2+4e-===2O2-,故C 错误。
5.(2019·湖南邵东创新实验学校高三月考)利用反应6NO2+8NH3===7N2+12H2O构成电池的装置如图所示。