2021版高考化学一轮复习 6.2 原电池 化学电源课件 新人教版

考点1：原电池的工作原理及应用【核心知识自查】1.原电池的概念、构成及反应本质(1)把_______转化为_____的装置，其反应本质是发生了_________反应。化学能电能氧化还原(2)原电池的构成条件电极两极为导体，且存在活动性差异溶液两极插入_______溶液中回路形成闭合回路或两极直接接触本质看能否自发地发生_________反应电解质氧化还原(3)以铜锌原电池为例构建原电池的认知模型2.原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)(1)图解原电池工作原理(2)以锌铜原电池为例，精析原电池工作原理电极名称负极正极电极材料__________电极反应____________________________电极质量变化__________反应类型_____反应_____反应电子流向由Zn沿导线流向Cu锌片铜片Zn-2e-====Zn2+Cu2++2e-====Cu减小增大氧化还原电极名称负极正极盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K+移向___极，Cl-移向___极盐桥作用①连接内电路形成闭合回路。②平衡电荷，使电池能持续提供电流。装置差异比较原电池Ⅰ：温度升高，化学能转化为电能和热能，两极反应在相同区域，部分Zn与Cu2+直接反应，使电池效率降低；原电池Ⅱ：温度不变，化学能只转化为_____，两极反应在不同区域，Zn与Cu2+隔离，电池效率提高，电流稳定。正负电能【易错警示】规避原电池工作原理的4个失分点(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，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)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。(4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。3.原电池原理的应用(1)加快化学反应速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使化学反应速率加快。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，化学反应速率加快。(2)金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。(3)比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。(4)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。如根据反应2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2设计的原电池为【基础小题诊断】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)原电池装置中，溶液中的阴离子移向正极，阳离子移向负极。()提示：×。原电池装置中，溶液中的阴离子移向负极，阳离子移向正极。(2)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。()提示：×。该反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池。(3)由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中，正极反应为Cu-2e-====Cu2+。()提示：×。负极反应为Cu-2e-====Cu2+。(4)10mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的CuSO4溶液能减慢反应速率但又不影响氢气生成量。()提示：×。加入CuSO4溶液与Zn发生置换反应：CuSO4+Zn====Cu+ZnSO4，生成的Cu与Zn和盐酸构成原电池，会加快反应速率。(5)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胶的KCl饱和溶液。()提示：×。KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生。(6)把锌片和铜片用导线连起来，浸入食盐水中，不能形成原电池。()提示：×。发生了吸氧腐蚀形成原电池。考点2：常见化学电源【核心知识自查】1.一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用。(1)普通锌锰干电池总反应：Zn+2MnO2+2NH4Cl====ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O负极：______________。正极：2MnO2+2N+2e-====2NH3+Mn2O3+H2OZn-2e-====Zn2+4H＋(2)碱性锌锰电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O====Zn(OH)2+2MnOOH负极：______________________；正极：____________________________。Zn-2e-+2OH-====Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-====2MnOOH+2OH-2.二次电池：放电后能充电复原继续使用。铅蓄电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(1)放电时——原电池①负极反应：______________________________；②正极反应：_______________________________________________；24O24OPb(s)+S(aq)-2e-====PbSO4(s)PbO2(s)+4H+(aq)+S(aq)+2e-====PbSO4(s)+2H2O(l)(2)充电时——电解池①阴极反应：_______________________________；②阳极反应：_______________________________________________；放电时原电池的负极作充电时电解池的___极。24O24OPbSO4(s)+2e-====Pb(s)+S(aq)PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-====PbO2(s)+4H+(aq)+S(aq)阴3.燃料电池：将燃料燃烧的化学能直接转化为电能的装置。(1)氢氧燃料电池总反应：______________；①酸性介质负极：_____________；正极：_________________。2H2+O2====2H2OH2-2e-====2H+O2+4e-+4H+====2H2O②碱性介质负极：__________________；正极：__________________。③熔融的金属氧化物作介质负极：________________；正极：_____________。H2-2e-+2OH-====2H2OO2+4e-+2H2O====4OH-H2-2e-+O2-====H2OO2+4e-====2O2-④碳酸盐作介质负极：_____________________；正极：_____________________。23O23OH2-2e-+C====H2O+CO2O2+4e-+2CO2====2C(2)甲烷-氧气燃料电池(正极反应式与氢氧燃料电池正极反应式相同，下面只需写出负极反应式即可)①_________________________(碱性介质)②______________________(酸性介质)③_________________________(碳酸盐作介质)④_______________________(熔融的金属氧化物作介质)23O23OCH4-8e-+10OH-====C+7H2OCH4-8e-+2H2O====CO2+8H+CH4-8e-+4C====5CO2+2H2OCH4-8e-+4O2-====CO2+2H2O【易错警示】(1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。(2)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。(3)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。【基础小题诊断】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)太阳能电池不属于原电池。()提示：√。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。(2)二次电池充电时，充电器的正极接二次电池的正极。()提示：√。二次电池的正极接外接电源正极作阳极发生氧化反应。(3)铅蓄电池工作过程中，当电路中转移0.2mol电子时，负极质量增加9.6g，正极质量增加6.4g。()提示：√。根据放电时正极、负极反应分析得：负极反应：Pb(s)+S(aq)-2e-====PbSO4(s)；正极反应：PbO2(s)+4H+(aq)+S(aq)+2e-====PbSO4(s)+2H2O(l)；当电路中转移0.2mol电子时，负极Pb(s)→PbSO4(s)；正极PbO2(s)→PbSO4(s)，负极质量增加9.6g，正极质量增加6.4g。24O24O(4)负极材料不与电解质溶液反应就不能构成原电池。()提示：×。如燃料电池中的负极为惰性电极，该电极就不与电解质反应。(5)碘可用作锂碘电池的材料，该电池反应为2Li(s)+I2(s)====2LiI(s)，则碘电极作该电池的负极。()提示：×。碘在反应中的化合价降低，发生还原反应，碘作正极。