【与名师对话】高考化学总复习(JS版)《6.2 化学能转化为电能 化学电源》课件

应加和写出总的反应方程式。
(2)按要求书写 ①若给出两电极方程式，只要依据得失电子守恒，将两极 反应加和，即得总反应方程式。 ②若给出某一电极反应式和总反应方程式，则依据得失电
子守恒，用总反应方程式减去某一电极反应式，即得另一电极
反应式。 ③若根据给出的总反应方程式来分析两电极反应，只需根
据氧化还原反应的知识，结合负极发生氧化反应(元素化合价升
正确；负极上由于Zn放电，ZnSO4溶液中Zn2＋的浓度增大，故 盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。
【答案】
BC
【迁移应用】(即时迁移
小试牛刀)
1．(2010年浙江理综)Li－Al/FeS电池是一种正在开发的车 载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li ＋ ＋FeS＋2e － ===Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法
(3)三价铁离子能够氧化铜生成铜离子，从而设计成原电池
证明该结论。
【答案】
(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O (2)N2＋8H＋＋6e－===2NH4＋ (3)
正极反应：Fe3＋＋e－===Fe2＋
负极反应：Cu－2e－===Cu2＋
【方法总结】
原电池工作原理的能力。从组成材料看，负极应该是单质锂， 电极反应为：Li－e － ===Li＋ ，A、C项不正确；充电时，阴极 即为原电池的负极，但是反应恰好相反：Li＋＋e－ ===Li，D项
不正确。
【答案】 B
要点2
原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用
1．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H2SO4反 应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
【解析】
本题考查原电池，意在考查考生对原电池工作
原理的分析能力。该电池中Zn为负极，电极反应为：Zn－2e－ ===Zn2＋ ，Cu为正极，电极反应为：Cu2＋ ＋2e － ===Cu，A项 错误；电池总反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B项正确；原
电池工作时，外电路中电子由负极流出经导线流向正极，C项
一、原电池的工作原理 1．概念：把 化学能 转化为 电能 的装置。
2．工作原理(以锌—铜原电池为例)
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向
负极 锌片
Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应
正极 铜片
Cu2＋＋2e－===Cu 还原反应
由 锌片沿导线流向铜片
3.原电池构成条件 (1)两个 活泼性不同
的电极。 中。
(2)将电极插入 电解质溶液
(3)两电极间构成 闭合回路 。
思考： (1)酸碱中和反应能放出大量的热量，能否将该反应设计成 原电池？ (2)原电池内部阴、阳离子如何移动？
提示：
(1)不能，因为原电池反应必须是氧化还原反应，而酸碱 中和反应不是氧化还原反应。
(2)阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。
正极： PbO ＋4H＋＋SO 2－＋2e－===PbSO ＋2H O 2 4 4 2 电池反应：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－===2PbSO4＋2H2O
(2)充电时 阴极： PbSO4＋2e－===Pb＋SO42－ 阳极： PbSO ＋2H O－2e－===PbO ＋4H＋＋SO 2－ 4 2 2 4 总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－。
原电池的设计关键是负极材料和电解质溶
液的成分，一般来说，在总反应中失电子的物质作负极或在负 极上失电子发生氧化反应，溶液的某离子或物质在正极上得电 子，发生还原反应。
【迁移应用】(即时迁移
小试牛刀)
2．(2010年杭州调研)X、Y、Z、W四块金属分别用导线两 两相连浸入稀硫酸中组成原电池。X、Y相连时，X为负极； Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大
请回答下列问题： (1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________； (2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为 ____________________；X电极上发生的电极反应为
______________________________________；
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。 答案：
【思路点拨】 极反应式。
解答本题需注意以下两点：
(1)燃料电池总反应式－正极(O2)的电极反应式＝负极的电 (2)明确原理→明确正、负极→确定电极材料→组合原电

池。
【解析】 (1)氧气在正极上发生还原反应生成氢氧根，肼在负极上被
氧化转化为无污染的氮气。
(2)相当于氮气和氢气先合成氨，然后结合盐酸生成氯化 铵。
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＋ 的电解质溶液中。
(3)按要求画出原电池装置图。 如根据以下反应设计的原电池：
名师解惑：应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原 反应的电池，但有的电流相当微弱。同时要注意电解质溶液不 一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加入NaOH、H2SO4或 Na2SO4等。
答案：C
2．(2010年上海春招)番茄汁显酸性，在番茄上平行地插入 铜片和锌片形成一个原电池，如图所示。以下叙述正确的是 ( A．铜片上发生氧化反应 )
B．锌片为正极，铜片为负极
C．锌片为阴极，铜片为阳极 D．番茄汁起电解质溶液的作用
答案：D
3．(2010年江苏高考)右图是一种航天器能量储存系统原理 示意图。下列说法正确的是( )
(1)铜(或Cu)
(2)正 (3)负(Cu)
AgNO3溶液
Ag＋＋e－===Ag Cu－2e－===Cu2＋ 正(Ag)
要点1
原电池正负极的判断与电极反应式的书写
1．正负极的判断
判断依据
电极材料
负极
活泼性较强的 金属
正极
活泼性较差的金属或导 电的非金属
电子流动方向
阴阳离子移动 方向
电子流出极
阴离子移向的 极
燃料电池装臵，负极应该是H2 发生氧化反应，故不正确；C
项，装臵X为电解水产生氢气和氧气，故正确；D项，装臵X、 Y形成的子系统可以实现物质的零排放，但不可能实现化学能
与电能间的完全转化，能量总是有损失的，故不正确。
答案：C
4．依据氧化还原反应： 2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图 所示。
二、化学电源 1．一次电池(不能充电，不能反复使用) (1)银锌纽扣电池：电极材料分别为Ag2O和Zn，电解质溶 液为KOH溶液。
负极(Zn)： Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正极(Ag2O)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 电池反应方程式： Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
1.原电池的工作原理及电极 1.了解原电池的工 反应式的书写。 作原理，能写出电 2．了解常用化学电源的构 极反应式和电池总 造及新型电源的工作原理， 反应式。 尤其是可充电电池的充放电 2．了解常见化学 过程。 电源的种类及其工 3．根据所给自发进行的反 作原理。 应设计原电池，并能绘制装 臵图。
例2
原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答
以下问题： (1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭 燃料。肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电
解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电
时：正极的电极反应式是________________； 负极的电极反应式是______________________。
量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金
属的活动性顺序是( A．X>Z>W>Y ) B．Z>X>Y>W
3．燃料电池 酸性 负极反 应式 2H2－4e－===4H＋ 碱性 2H2＋4OH－－4e－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
正极反 O ＋4H＋＋4e－===2H O 2 2 应式 电池反 应式
2H2＋O2===2H2O
1．下列说法正确的是(
)
A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属 B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应 D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能
中，正确的是(
为＋1价
)
A．Li－Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价
B．该电池的电池反应式为：2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．负极的电极反应式为：Al－3e－===Al3＋ D．充电时，阴极发生的电极反应式为： Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
【解析】
本题考查原电池知识，意在考查考生分析新型
(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电 极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。试 写出该电池的正极反应式__________________________。 (3)请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的
强弱。请画出实验装置图并写出电极反应式。
高)，正极发生还原反应(元素化合价降低)，即可作出分析。
名师解惑：书写原电池的电极反应式的注意事项：,(1)明确 电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合 价的变化；,(2)确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子， 还是其他物质(如溶有或通入的氧气)；,(3)判断是否存在特定的
条件(如介质中的粒子H＋、OH－非放电物质参加反应)，进而推
2．比较金属活动性强弱：两种金属分别作原电池的两极