高三化學一輪復習 第6單元 化學反應與能量轉化 第3節(jié) 化學能轉化為電能-電池課件 魯科版.ppt

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第3節(jié)化學能轉化為電能 電池 2 考綱要求 1 了解原電池的工作原理 能寫出電極反應和電池反應方程式 2 了解常見化學電源的種類及其工作原理 3 理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因 金屬腐蝕的危害 防止金屬腐蝕的措施 3 基礎梳理 考點突破 原電池及其工作原理1 定義原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置 2 構成條件 1 兩個活動性不同的電極 金屬和金屬或金屬和非金屬導體 2 將電極插入電解質溶液 或熔融電解質 中 3 用導線連接電極構成閉合回路 或兩電極接觸 4 能自發(fā)進行的氧化還原反應 3 工作原理 4 基礎梳理 考點突破 5 基礎梳理 考點突破 自主鞏固下圖所示的裝置中 6 基礎梳理 考點突破 1 原電池工作原理示意圖 2 正 負極的判斷方法 7 基礎梳理 考點突破 注意 原電池的正 負極判斷應根據原電池的工作原理 發(fā)生氧化反應的電極為負極 發(fā)生還原反應的電極為正極 而不能簡單地依據金屬的活動性來判斷 如Mg Al NaOH溶液構成的原電池 不活潑的Al被氧化 作負極 Fe Cu HNO3 濃 構成的原電池 Fe常溫下在濃硝酸中鈍化 不活潑的Cu被氧化 作負極 即原電池正負極的判斷 不僅要分析電極的活動性 還要考慮到電解質溶液的性質 8 基礎梳理 考點突破 例1 2015天津理綜 鋅銅原電池裝置如圖所示 其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過 下列有關敘述正確的是 A 銅電極上發(fā)生氧化反應B 電池工作一段時間后 甲池的減小C 電池工作一段時間后 乙池溶液的總質量增加D 陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動 保持溶液中電荷平衡 答案 解析 9 基礎梳理 考點突破 歸納總結 原電池中的 三 個方向 兩 個反應 1 電子流向 電子從負極流出經外電路流入正極 2 電流方向 電流從正極流出經外電路流入負極 3 離子的遷移方向 電解質溶液中 陰離子向負極遷移 陽離子向正極遷移 當有離子交換膜時則只有陰離子或陽離子移向另一極保持電荷守恒 4 正極反應 還原反應 5 負極反應 氧化反應 10 基礎梳理 考點突破 跟蹤訓練1 2015湖北武漢調研 如圖所示 杠桿AB兩端分別掛有體積相同 質量相等的空心銅球和空心鐵球 調節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡 然后小心地向水槽中滴入CuSO4溶液 一段時間后 下列有關杠桿的偏向判斷正確的是 A 杠桿為導體或絕緣體時 均為A端高B端低B 杠桿為導體或絕緣體時 均為A端低B端高C 當杠桿為導體時 A端低B端高 杠桿為絕緣體時 A端高B端低D 當杠桿為導體時 A端高B端低 杠桿為絕緣體時 A端低B端高 答案 解析 11 基礎梳理 考點突破 答案 解析 12 基礎梳理 考點突破 3 2015江蘇南京 鹽城模擬 一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示 圖中有機廢水中有機物可用C6H10O5表示 有關說法中正確的是 答案 解析 13 基礎梳理 考點突破 化學電源及原電池原理的應用1 化學電源 1 一次電池 堿性鋅錳干電池 堿性鋅錳干電池的工作原理如圖 14 基礎梳理 考點突破 2 二次電池 以鉛蓄電池為例 15 基礎梳理 考點突破 2 原電池原理的應用 1 加快氧化還原反應速率 一個自發(fā)的氧化還原反應 設計成原電池時反應速率增大 例如Zn與稀硫酸反應時加入少量的CuSO4溶液能使產生氫氣的速率加快 16 基礎梳理 考點突破 3 用于金屬的防護 使被保護的金屬制品作原電池的正極而得到保護 例如 保護鐵制輸水管或鋼鐵橋梁 可用導線將其和一塊鋅塊相連 使Zn作原電池的負極 4 設計制作化學電源 設計原電池時要緊扣構成原電池的條件 首先要將已知氧化還原反應拆分為兩個半反應 根據原電池的電極反應特點 結合兩個半反應找出正負極材料 負極就是失電子的物質 正極用比負極活動性差的金屬或導電的非金屬 如石墨 及電解質溶液 17 基礎梳理 考點突破 18 基礎梳理 考點突破 19 基礎梳理 考點突破 1 原電池電極反應式的書寫 20 基礎梳理 考點突破 例2 2015江蘇化學 一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖 下列有關該電池的說法正確的是 答案 解析 21 基礎梳理 考點突破 22 基礎梳理 考點突破 23 基礎梳理 考點突破 1 2015甘肅聯考 液體燃料電池相對于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點 一種以液態(tài)肼 N2H4 為燃料的電池裝置如圖所示 該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑 KOH溶液作為電解質溶液 下列關于該電池的敘述中正確的是 答案 解析 24 基礎梳理 考點突破 2 2015湖南長沙模擬 一種碳納米管能夠吸附氫氣 可作二次電池 如下圖所示 的石墨電極 該電池的電解質為6mol L 1KOH溶液 下列說法中正確的是 D 答案 解析 25 基礎梳理 考點突破 金屬的腐蝕與防護1 金屬腐蝕的本質金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子 金屬發(fā)生氧化反應 2 化學腐蝕與電化學腐蝕 26 考點突破 基礎梳理 27 考點突破 4 金屬腐蝕的防護 1 改變金屬內部組成結構 可以增強金屬耐腐蝕的能力 如不銹鋼 2 在金屬表面覆蓋一層保護層 如油脂 油漆 搪瓷 塑料 氧化成致密的氧化膜 以斷絕金屬與外界物質接觸 達到耐腐蝕的效果 3 與電化學原理有關的防護 電鍍 在金屬表面鍍上層耐腐蝕的金屬 如鐵上鍍鋅 電解法鈍化 將被保護的金屬接外加電源的正極 使電壓維持在使金屬鈍化的范圍內 將金屬表面氧化上一層氧化物保護膜 犧牲陽極保護法 讓被保護的金屬作原電池的正極 陰極電保護法 讓被保護的金屬連外加電源的負極 作電解池的陰極 基礎梳理 28 考點突破 基礎梳理 29 基礎梳理 考點突破 金屬腐蝕由快到慢的規(guī)律 1 電解池的陽極 原電池的負極 化學腐蝕 原電池的正極 電解池的陰極 2 對同一種金屬來說 腐蝕的快慢 強電解質溶液 弱電解質溶液 非電解質溶液 3 活動性不同的兩金屬 活動性差別越大 腐蝕越快 4 對同一種電解質溶液來說 電解質溶液濃度越大 腐蝕越快 30 考點突破 答案 解析 基礎梳理 31 考點突破 跟蹤訓練下列說法錯誤的是 A 鐵表面鍍鋅可增強其抗腐蝕性B 若在海輪外殼上附著一些銅塊 則可以減緩海輪外殼的腐蝕C 自行車鋼架生銹主要是電化學腐蝕所致D 鍍銅鐵制品鍍層受損后 鐵制品比受損前更容易生銹 答案 解析 基礎梳理 32 考點突破 實驗探究 原電池的設計設計依據原電池的工作原理及原電池的構成條件 設計思路 第二步 確定負極材料 正極材料和電解質溶液 負極材料 失電子的物質 還原劑 作負極材料 即Cu 正極材料 用比負極材料金屬活動性差的金屬或非金屬導體作正極材料 即Ag或石墨等 基礎梳理 33 考點突破 電解質溶液 含有反應中作氧化劑的物質作電解質 即FeCl3溶液 如果兩個半反應分別在兩個容器中進行 中間連接鹽橋 則負極容器中的電解質溶液應含有與電極材料相同的金屬的陽離子 正極容器中電解質溶液應含有發(fā)生還原反應的離子 第三步 畫出裝置圖 注明電極材料和電解質溶液 如圖 基礎梳理 34 考點突破 解析 基礎梳理 35 考點突破 答案 解析 基礎梳理 36 考點突破 答案 解析 基礎梳理 37 考點突破 答案 解析 基礎梳理 38 考點突破 基礎梳理 39 考點突破 基礎梳理 40 考點突破 基礎梳理 41 考點突破 基礎梳理 42 考點突破 基礎梳理 43 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 考情分析以教材變形裝置或新材料信息為背景考查電化學原理是近幾年高考命題的特點 以選擇 綜合分析題等考查電化學原理的應用 電極反應式的書寫 新型電池分析等 常見的命題角度有 1 新型化學電源 2 原電池與電解池的綜合考查 3 電化學與化學實驗的綜合考查 4 電化學與化學平衡 離子平衡的綜合考查 44 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 1 從四個角度掌握兩類裝置的工作原理 2 新型化學電源的分析命題特點 命題背景或情景新穎 給出反應陌生 但考查知識的落腳點并不陌生 考查原電池的工作原理 只要審清題意 找出有用信息 運用原電池的工作原理及氧化還原反應知識即可順利解決 45 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 3 原電池和電解池組合裝置的分析首先 由電極發(fā)生反應的類型 電子的流向或電流的方向 電極金屬的活潑性 電解質溶液中離子的移動方向等判斷電池的正 負極 然后確定電解池的陰陽極 繼而分析各電極的電極反應及實驗現象 4 多個電解池串聯組合裝置的分析無論是原電池還是電解池 無論是一個 池 還是多個任意 池 串聯 在電路和電極上單位時間通過的電量相同 46 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 典例 2014廣東理綜 某同學組裝了如圖所示的電化學裝置 電極 為Al 其他均為Cu 則 47 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 48 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 答案 解析 49 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 2 2015陜西模擬 常用的電池是一種液體電解質將兩個固體電極隔開 而鈉 硫 Na S8 電池相反 它是由固體電解質將兩個液體電極隔開 如圖 一個由鈉 氧化鋁固體電解質做成的中心管 將內室的熔融鈉 熔點98 和外室的熔融硫 熔點119 隔開 并允許Na 通過 下列有關說法中不正確的是 答案 解析 50 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 A 開始加入少量濃硫酸時 乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B 開始加入少量濃硫酸時 同時在甲 乙燒杯中都加入淀粉溶液只有乙燒杯中溶液變藍C 電流計讀數為零時 反應達到化學平衡狀態(tài)D 兩次電流計指針偏轉方向相反 答案 解析 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 4 關于下列各圖的說法中 正確的是 考情分析 解題策略 跟蹤訓練 A 中與電源負極相連的電極附近能產生使?jié)駶櫟矸跭I試紙變藍的氣體B 中待鍍鐵制品應該與電源的正極相連接C 中的b極是電子流出的極 發(fā)生氧化反應D 中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應 答案 解析