第6章第2节原电池化学电源.

考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单第二节原电池化学电源考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单考纲点击1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单考点一原电池的工作原理1．概念：把________转化为_____的装置。2．构成条件(1)有两个__________的电极(常见为金属或石墨)。(2)将电极插入_____________中。(3)两电极间构成闭合回路。考点·核心突破化学能电能活泼性不同电解质溶液考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单3．工作原理如图是CuZn原电池，请填空：考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单(1)电极负极为_____，正极为_____。(2)电极反应负极：____________________，正极：____________________。(3)电子方向和电流方向电子从_____流出经外电路流入_____；电流从_____流出经外电路流入_____。ZnCuZn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu负极正极正极负极考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单(4)离子的迁移方向电解质溶液中，阴离子向______迁移，阳离子向_____迁移。(5)两种装置的比较装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。负极正极考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单◎思维拓展1．X、Y两种金属用导线连接置于稀H2SO4中，发现X极溶解，Y极上有气泡产生，则X、Y的活动性谁强？提示：X金属的活动性强。2．实验室用Zn与稀H2SO4反应制备H2时，用粗锌反应速率快，还是用纯锌反应速率快？为什么？提示：粗锌快，因Zn、杂质和电解质溶液能形成原电池。考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单3．你能依据原电池原理将反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2设计成一个原电池吗？提示：见如下图所示考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单题组一考查原电池的工作原理1．(2013·海南)MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是A．Mg为电池的正极B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－C．不能被KCl溶液激活D．可用于海上应急照明供电考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单解析Mg失去电子发生氧化反应，是电池的负极，A项错误；负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，B项错误；MgAgCl电池能够被海水激活，改用KCl作电解质溶液也能够激活该电池，C项错误；MgAgCl电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电，D项正确。答案D考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单2．如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是A．外电路的电流方向为：X→外电路→YB．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D．若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为X＞Y考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单解析外电路电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反，X极失电子，作负极，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应。若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。答案D考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单题组二原电池正、负极的判断及电极反应式的书写3．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单解析本题考查充电电池的有关知识，意在考查考生对充电电池正负极的判断及书写电极反应的能力。在铁镍蓄电池中，Fe是负极，Ni2O3是正极，由于生成Fe(OH)2，则电解液为碱性溶液，故A正确；电池放电时，负极反应为：Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，故B正确；电池充电时，阴极反应式为：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，阴极附近溶液pH升高，故C错误；由充电时的总反应式减去阴极反应式，可得到阳极反应式，D正确。答案C考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单4．(2012·四川)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应是：O2＋4e－＋2H2O===4OH－考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单解析电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4mol电子时，消耗O20.1mol，其在标准状况下的体积为2.24L，B项错误；C项符合题目要求，正确。答案C考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单◎反思归纳原电池正、负极的判断方法考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单考点二原电池工作原理的应用1．比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属)作正极。如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，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A作负极，B作正极，则可以断定金属活动性A＞B。考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单2．加快化学反应速率由于形成了原电池，导致反应速率加快。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快反应进行。3．用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单4．设计制作化学电源设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件。(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。考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单①电极材料的选择在原电池中，选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或非金属作为正极，并且原电池的电极必须导电。一般来说，负极应该跟电解质溶液发生反应。②电解质溶液的选择考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单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(如溶解于溶液中的空气)。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CuZn硫酸构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单(3)按要求画出原电池装置图。如根据2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计原电池：负极：Cu－2e－===Cu2＋正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单[特别提醒](1)能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学能转化为电能。(2)利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决于酸的量。(3)设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以。考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单1．(2012·全国)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单解析①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极；①③相连时，①为负极；②④相连时，②上有气泡，说明④为负极；③④相连时，③的质量减少，说明③为负极。综上所述可知，这四种金属活动性由大到小的顺序为①③④②，选项B正确。答案B考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单2．将两份过量的锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是解析加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，由于H2SO4定量，产生H2的体积一样多。答案B考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单3．某原电池总反应为：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单解析由题意知，Cu为负极材料，由正极材料的金属活性必须小于Cu，其中B、D项符合该条件；由Fe3＋得电子生成Fe2＋知，电解质溶液中必须含有Fe3＋，同时符合上述两条件的只有D项。答案D考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单考点三化学电源1．一次电池(碱性锌锰干电池)碱性锌锰干电池的工作原理如图：考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单负极(Zn)，电极反应式：___________________________；正极(MnO2)，电极反应式：_______________________________________。总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOHZn－2e－＋2OH－===Zn(OH)22MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单2．二次电池(以铅蓄电池为例)考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单(1)放电时的反应①负极反应：______________________________；②正极反应：__________________________________________________。③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)Pb(s)－2e－＋SO2－4(aq)===PbSO4(s)PbO2(s)＋2e－＋4H＋＋SO2－4(aq)===PbSO4(s)＋2H2O(l)考点·核心突破第六章化学反应与能量高考总复习·化学菜单(2)充电时的反应①阴极反应：______________________________；②阳极反应：______________________________________________________。③总反应：2PbSO4(s)＋2H2