高三化学一轮复习:《原电池的原理及应用》课件.ppt
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高三化学第一轮复习高三化学第一轮复习主讲主讲:
尚学红尚学红原电池原理及应用原电池原理及应用高考资源网考纲要求考纲要求1.掌握原电池的形成条件,理解原掌握原电池的形成条件,理解原电池的工作原理;电池的工作原理;2.能够正确地判断原电池的两极,能够正确地判断原电池的两极,能够正确地书写电极反应及总反应能够正确地书写电极反应及总反应;3.了解常见化学电源的种类及特点,了解常见化学电源的种类及特点,能够认识和书写几种新型电池的电极能够认识和书写几种新型电池的电极及电极反应。
及电极反应。
.了解金属的腐蚀及防护的方法。
了解金属的腐蚀及防护的方法。
高考资源网原电池以原电池以氧化还原反应氧化还原反应为基础,使为基础,使氧化反应氧化反应和和还原反应还原反应分别在分别在两个电极两个电极上进行,从而上进行,从而产生电流产生电流,实现实现化学能化学能向向电能电能转化的装置。
转化的装置。
将化学能转化成电能的将化学能转化成电能的装置装置叫做原电池叫做原电池.知识扫描知识扫描1、概念、概念:
从从理理论论上上说说,任任何何一一个个自自发发的的氧氧化化还还原原反反应应均可设计成原电池。
均可设计成原电池。
高考资源网22、原电池的形成条件原电池的形成条件(3)形成闭合回路形成闭合回路(两电极用导线连接(两电极用导线连接,或接触或接触。
)。
)
(2)电解质溶液)电解质溶液
(1)两导体作电极)两导体作电极活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导体)体);两不活泼的导体石墨或两不活泼的导体石墨或Pt等(燃料电池电极)等(燃料电池电极);金属和金属氧化物金属和金属氧化物(铅蓄电池,银锌电池)铅蓄电池,银锌电池).知识扫描知识扫描高考资源网例例2:
下列哪几个装置能形成原电池:
下列哪几个装置能形成原电池?
ABCDEFMN例题解析例题解析高考资源网ZnZn2e2e=Zn=Zn2+2+2H2H+2e+2e=H=H22还原反应还原反应失去电子失去电子溶液中氧化性的溶液中氧化性的微粒得到电子微粒得到电子33、工作原理、工作原理较活泼金属较活泼金属不活泼金属或石墨不活泼金属或石墨ZnZn2+2+HH+HH+e-e-SOSO442-2-溶液中,溶液中,从负极定向移动到正极,从负极定向移动到正极,从从正极定向移动到负极,形成闭合回路。
正极定向移动到负极,形成闭合回路。
H2SOSO442-2-CuCuZnZn负极负极正极正极阳离子阴离子知识扫描知识扫描CuCuZnZn氧化反应氧化反应CuCuZnZnCuCuZnZnCuCuZnZnCuCuZnZn高考资源网例例11:
(20072007全全国国理理综综)在在盛盛有有稀稀HH22SOSO44的的烧杯杯中中放放入入用用导线连接接的的锌片片和和铜片片,下下列列叙叙述述正正确确的的是是()A.A.正极附近的正极附近的SOSO4422离子离子浓度逐度逐渐增大增大B.B.B.B.电子通子通过导线由由铜片流向片流向锌片片C.C.C.C.正极有正极有OO22逸出逸出D.D.D.D.铜片上有片上有HH22逸出逸出CuCuZnZn稀硫酸稀硫酸EE铜是阳极,铜片上有气泡产生铜是阳极,铜片上有气泡产生FF铜片质量逐渐减少铜片质量逐渐减少GG电流从锌片经导线流向铜片电流从锌片经导线流向铜片HH氢离子在铜片表面被还原氢离子在铜片表面被还原DDHH例题解析例题解析高考资源网44、正负极的判断方法:
、正负极的判断方法:
(2222)根据电流方向或电子流动的方向判断)根据电流方向或电子流动的方向判断)根据电流方向或电子流动的方向判断)根据电流方向或电子流动的方向判断(3333)根据发生的反应判断)根据发生的反应判断)根据发生的反应判断)根据发生的反应判断活泼性活泼性强强的的金属金属作作负负极极活泼性较活泼性较弱弱的金属或非金属的金属或非金属作作正正极极电子流出电子流出的一极为的一极为负负极极,电子流进电子流进的一极为的一极为正正极极电流电流是由是由正正极流向极流向负负极极发生发生氧化反应氧化反应的一极为的一极为负负极极,发生发生还原反应还原反应的的一极为一极为正正极极(4444)根据反应的现象判断)根据反应的现象判断)根据反应的现象判断)根据反应的现象判断质量质量减轻减轻的一极为的一极为负负极极,质量质量增加增加或有或有气泡冒出气泡冒出的一极为的一极为正正极极(5555)根据离子的定向移动方向判断)根据离子的定向移动方向判断)根据离子的定向移动方向判断)根据离子的定向移动方向判断阳阳离子移向离子移向正正极,极,阴阴离子移向离子移向负负极极知识扫描知识扫描(1111)根据两极材料判断)根据两极材料判断)根据两极材料判断)根据两极材料判断高考资源网稀硫酸稀硫酸CFeACuZn硫酸铜溶液硫酸铜溶液食盐水食盐水FeCA负极:
负极:
Zn-2eZn-2e-=Zn=Zn2+2+正极:
正极:
CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu总:
总:
Zn+CuZn+Cu2+2+ZnZn2+2+Cu+Cu负极:
负极:
FeFe-2e-2e-=Fe=Fe22+正极:
正极:
2H2H+2+2ee-=H=H22总:
总:
Fe+2HFe+2H+=Fe=Fe2+2+H+H22负极:
负极:
2Fe-4e-=2Fe2+正极:
正极:
2H2O+O2+4e-=4OH-总:
总:
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2知识扫描知识扫描55、电极反应式的书写、电极反应式的书写高考资源网4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O高考资源网负极:
负极:
2Al+8OH6e-=2AlO2+4H2O正极:
正极:
6H2O+6e-=3H2+6OH总:
总:
2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2稀硫酸负极:
负极:
Mg2e-=Mg2+正极:
正极:
2H+2e-=H2总:
总:
Mg+2H+=Mg2+H2判断两极时还要考虑电极与电解质溶液反应情况,更易与电解质溶液反应的一极作负极55、电极反应式的书写、电极反应式的书写知识扫描知识扫描高考资源网仅有一个电极材料参与反应的原电池:
仅有一个电极材料参与反应的原电池:
负极:
负极:
M-xe-=Mx+正极:
析氢或吸氧或析出不活泼金属正极:
析氢或吸氧或析出不活泼金属规律小结规律小结高考资源网氢氧燃料电池氢氧燃料电池2e-2e-氢气氢气氧气氧气H2OHH+OHOH-A负极负极正极正极知识扫描知识扫描55、电极反应式的书写(、电极反应式的书写(燃料电池燃料电池)稀稀H2SO4NaOH溶液溶液高考资源网介质介质电池反应:
电池反应:
2H2+=2H2O酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=4H2O2H2+4OH-4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-要充分考虑电极反应后产物所处的介质要充分考虑电极反应后产物所处的介质-电解质环境,电解质环境,应将电解质溶液中参与电极反应的粒子写进电极反应式应将电解质溶液中参与电极反应的粒子写进电极反应式。
知识扫描知识扫描55、电极反应式的书写(、电极反应式的书写(燃料电池燃料电池)高考资源网介质介质电池反应:
电池反应:
2H2+=2H2O负负极极正正极极负负极极正正极极2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2=2H2OO2+4e-=2O2知识扫描知识扫描55、电极反应式的书写(、电极反应式的书写(固体固体燃料电池燃料电池)高考资源网例例:
据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电充一次电.试写出该电池放电时的电极反应和总反应式试写出该电池放电时的电极反应和总反应式.试写乙醇作燃料,试写乙醇作燃料,KOH作电解质溶液的作电解质溶液的燃料电池的电极反应和总反应燃料电池的电极反应和总反应55、电极反应式的书写(、电极反应式的书写(燃料电池燃料电池)知识扫描知识扫描燃烧反应式燃烧反应式2CH3OH3O22CO24H2O电池总反应电池总反应2CH3OH3O2OH2CO326H2O负极负极:
2CH3OH12e16OH2CO3212H2O正极正极:
3O26H2O12e12OH高考资源网1.(2006重庆理综重庆理综)铅蓄电池是典型的可充型电池,铅蓄电池是典型的可充型电池,正负极板是惰性材料,电池总反应式:
正负极板是惰性材料,电池总反应式:
Pb+PbO2+4H+2SO42-2PbSO42H2O请回答下列问题:
请回答下列问题:
放电时:
正极的电极反应式是放电时:
正极的电极反应式是电解液中电解液中H2SO4的浓度将变的浓度将变;当外电路通过当外电路通过1mol电子时,理论上负电子时,理论上负极板的质量增加极板的质量增加g。
放电放电充电充电PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O;(负极:
(负极:
Pb-2e+SO42-=PbSO4)变小变小48知识扫描知识扫描55、电极反应式的书写(、电极反应式的书写(蓄蓄电池电池)高考资源网原电池电极反应的书写技巧11、仅有一个电极材料参与反应的原电池:
、仅有一个电极材料参与反应的原电池:
负极:
负极:
M-M-xexe=MMxx+正极:
析氢或吸氧或析出不活泼金属正极:
析氢或吸氧或析出不活泼金属2、电极材料本身均不参与反应的电池(燃料电池)、电极材料本身均不参与反应的电池(燃料电池)两电极材料均为惰性电极两电极材料均为惰性电极可燃性气体在负极失电子可燃性气体在负极失电子,助燃性气体在正极得电子助燃性气体在正极得电子电极反应考虑电解质溶液电极反应考虑电解质溶液33、两个电极均参与反应的原电池(如蓄电池、两个电极均参与反应的原电池(如蓄电池)电极材料:
金属为负极,金属化合物为正极电极材料:
金属为负极,金属化合物为正极电子得失均由两电极本身发生电子得失均由两电极本身发生电极反应需考虑电解质溶液的参与电极反应需考虑电解质溶液的参与方法点拨方法点拨注意原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒的运用注意原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒的运用高考资源网66、原电池原理的应用、原电池原理的应用
(1)比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱两种金属分别做原电池的两极时,一般做负极的金属比做正极的两种金属分别做原电池的两极时,一般做负极的金属比做正极的金属活泼性强金属活泼性强(3)用于金属的保护及金属腐蚀快慢比较用于金属的保护及金属腐蚀快慢比较电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防护措有防护措施的腐蚀施的腐蚀
(2)加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率大。
时反应速率大。
知识扫描知识扫描高考资源网1.1.在甲试管中盛有在甲试管中盛有C(HC(H+)为为0.01mol/L0.01mol/L的盐酸,乙、的盐酸,乙、丙两支试管中分别盛有丙两支试管中分别盛有C(HC(H+)0.01mol/L)0.01mol/L的醋酸,的醋酸,分别在甲、乙、丙试管中加入等质量的同样的锌分别在甲、乙、丙试管中加入等质量的同样的锌并在丙试管中滴入几滴并在丙试管中滴入几滴CuSOCuSO44溶液,充分反应,溶液,充分反应,试比较反应所需时间的关系为:
试比较反应所需时间的关系为:
甲甲乙乙丙丙随堂练习随堂练习高考资源网2.下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度下列装置中的纯锌棒
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- 原电池的原理及应用 化学 一轮 复习 原电池 原理 应用 课件
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