版高考化学总复习第5章第3讲原电池化学电源教案鲁科版Word文档格式.docx

1、还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗Zn与氧化剂Cu2不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长提示盐桥的两个作用（1）连接内电路，形成闭合回路。（2）平衡电荷，保证溶液呈电中性。5.原电池原理的应用（1）比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属（或能导电的非金属）。（2）加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。（3）用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。（4）设计原电池：将氧化还原反应分成两个半反应。根据原电池的反应特点，

2、结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。考在课外教材延伸判断正误（1）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（）（2）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强（）（3）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应（4）带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长（）（5）在内电路中，电子由正极流向负极（6）某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu（NO3）22Ag，装置中的盐桥可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液（拓展应用下列装置中不能形成原电池的是_。答案思维探究（1）新型电池浓度差电池的工作原理：由于两个半池电解溶液浓度不同而产生电势差，从而产生电池。（

3、2）试判断以下四种电池的正负极答案正极：Al负极：Mg正极：Mg负极：Al正极：Fe负极：Cu正极：Cu负极：Fe基础点巩固1.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XY解析由电子移动方向知X为负极，Y为正极，故电流方向为Y外电路X，A项错误；X为负极，Y为正极，X比Y活泼，故X应为铁，B项错误；X为负极，应发生氧化反应，C项错误。答案D2.AlA

4、g2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。电池工作时，下列说法错误的是（）A.电子由Al电极通过外电路流向Ag2O/Ag电极B.电池负极附近溶液pH升高C.正极反应式为Ag2O2eH2O=2Ag2OHD.负极会发生副反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2解析Al作负极失电子发生氧化反应，由于电解质溶液为NaOH溶液，所以电极反应为：Al3e4OH=AlO2H2O，负极消耗OH，pH减小，B项错误；Ag2O在正极得电子发生还原反应：Ag2O2eH2O=2Ag2OH，C项正确；电子从负极经外电路流向正极，A项正确。答案B3.中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折

5、纸通道内形成电池（如图所示），该电池可将可乐（pH2.5）中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是（）A.a极为正极B.随着反应不断进行，负极区的pH不断增大C.b极的电极反应为MnO22H2O2e=Mn24OHD.若消耗0.01 mol葡萄糖，电路中转移0.02 mol电子解析由已知结合图示，葡萄糖（C6H12O6）发生氧化反应生成葡萄糖内酯（C6H10O6），所以a极为负极，故A项错误；电解质溶液显酸性，所以负极反应为C6H12O62e=C6H10O62H，随着反应不断进行，负极区的pH不断减小，故B项错误；b极为正极，电极反应为MnO24H2e=Mn22H2O，故C项错误；由负极反应

6、C6H12O62e=C6H10O62H可得，1 mol葡萄糖失去2 mol电子，所以若消耗0.01 mol葡萄糖，电路中转移0.02 mol电子，故D项正确。原电池正、负极的判断方法注意原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。能力点提升4.（2018山东烟台自主练习）铬是常见的过渡金属之一，研究铬的性质具有重要意义。在如图装置中.观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体。而装置乙中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是_。答案由装置甲知铬的金属活动性比铜强；由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化。5.（2019阳泉模

7、拟）某校化学兴趣小组进行探究性活动，将氧化还原反应：2Fe32I2Fe2I2，设计成盐桥原电池。提供的试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其他用品任选。请回答下列问题：（1）请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料、电极名称及电解质溶液。（2）发生氧化反应的电极反应式为_。（3）反应达到平衡时，外电路导线中_（填“有”或“无”）电流通过。（4）平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极为_（填“正”或“负”）极。解析（1）先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负极区电解质溶液。（2）发生氧化反应的电极是负极，I失电子。（3）反应达到平衡时，无电子流

8、动，故无电流产生。（4）平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时FeCl2溶液失电子，正极变成负极。答案（1）如图：（2）2I2e=I2（3）无（4）负6.选择合适的图像：（1）将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中，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）的关系是_。（2）将过量的两份锌粉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）的关系是_。（3）将（1）中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是_。（4）在上述实验中能否将CuSO4溶液

9、更换成Cu（NO3）2溶液_。答案（1）A（2）B（3）C（4）否原电池设计思维模型 高考真题体验7.（2018浙江自选）锂（Li）空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（）A.金属锂作负极，发生氧化反应B.Li通过有机电解质向水溶液处移动C.正极的电极反应：O24e=2O2D.电池总反应：4LiO22H2O=4LiOH解析正极氧气得到了电子后与水结合形成氢氧根，电极方程式为O24e2H2O=4OH，故C项错误；在锂空气电池中，金属锂失去电子，发生氧化反应，为负极，故A项正确；在负极Li失去电子变成了Li，会通过有机电解质向水溶液处（正极）移动，故B项正确；负极的反应式为Lie=Li，

10、正极反应式为O22H2O4e=4OH，电池的总反应则为4LiO22H2O=4LiOH，故D项正确。答案C8.（2018海南化学）一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是（双选）（）A.电池总反应式为：2MgO22H2 O=2Mg（OH）2B.正极反应式为：Mg2e=Mg2C.活性炭可以加快O2在负极上的反应速率D.电子的移动方向由a经外电路到b解析金属镁作负极，反应式为Mg2e2OH=Mg（OH）2，吸附氧气的活性炭作正极，电极反应为O24e2H2O=4OH，电池总反应式为：2MgO22H2O=2Mg（OH）2，A正确，B、C错误；电子的

11、移动方向由负极a经外电路到正极b，D正确。答案BC考点二化学电源1.一次电池碱性锌锰干电池正极反应：2MnO22H2O2e=2MnO（OH）2OH；负极反应：Zn2e2OH=Zn（OH）2；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnO（OH）Zn（OH）2。2.二次电池可充电电池铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。（1）放电时的反应负极：Pb2eSO=PbSO4。正极：PbO22eSO4H=PbSO42H2O。总反应：Pb（s）PbO2（s）2H2SO4（aq）=2PbSO4（s）2H2O（l）。（2）充电时的反应阴极：PbSO42e=PbSO。阳极：PbSO42e2H

12、2O=PbO2SO4H。2PbSO4（s）2H2O（l）=Pb（s）PbO2（s）2H2SO4（aq）。注意可充电电池的充放电不能（填“能”或“不能”）理解为可逆反应。3.燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和碱性两种：酸性碱性负极反应式H22e=2HH22e2OH=2H2O正极反应式O24e4H=2H2OO24e2H2O=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O（1）太阳能电池不属于原电池（）（2）碘可用作锂碘电池的材料，该电池反应为2Li（s）I2（s）=2LiI（s），则碘电极作该电极的负极（3）铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应（4）可充电电池中的放电反应

13、和充电反应互为可逆反应（1）（2）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图所示：Pt电极上发生的是还原反应（填“氧化”或“还原”）。写出NiO电极的电极反应式：NO2eO2=NO2。一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池（如下图所示）的碳电极。该电池的电解质溶液为6 molL1的KOH溶液。（1）当闸刀掷向充电器时，该装置为电解池，镍电极反应式为Ni（OH）2eOH=NiO（OH）H2O。（2）当闸刀掷向用电器时，该装置为原电池，镍电极电极反应式为NiO（OH）eH2O=Ni（OH）2OH。1.如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀H2SO4为电解质溶液。下列有关

14、说法不正确的是（）A.a极为负极，电子由a极经外电路流向b极B.a极的电极反应式：C.电池工作一段时间后，装置中H2SO4增大D.若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多解析a极通入的H2发生氧化反应，为负极，电子由a极经外电路流向b极，A项正确；以稀H2SO4为电解质溶液时，负极的H2被氧化为H，B项正确；电池工作一段时间后，装置中H2SO4减小，C项错误；根据电池总反应：2H2O2=2H2O，CH42O2=CO22H2O，可知等物质的量的CH4消耗O2较多，D项正确。2.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼（N2H4）为燃料的电池装置如下图所示，

15、该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是（）A.b极发生氧化反应B.a极的反应式：N2H44OH4e=N24H2OC.放电时，电流从a极经过负载流向b极D.其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析燃料电池燃料（N2H4）在负极（a极）发生氧化反应N2H44OH4e=N24H2O，O2在正极发生还原反应：O24e2H2O=4OH，总反应为N2H4O2=N22H2O，A项错误，B项正确；放电时电流由正极流向负极，C项错误；OH在正极生成，移向负极消耗，所以离子交换膜应让OH通过，故选用阴离子交换膜，D项错误。3.科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利

16、用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。A.电极a为电池的负极B.电极b上发生的电极反应为O24H4e=2H2OC.电路中每流过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2SD.每17 g H2S参与反应，有1 mol H经质子膜进入正极区解析电极a上H2S转化为S2，发生氧化反应，则电极a为电池的负极，A项正确；电极b上O2转化为H2O，电极反应式为O24H4e=2H2O，B项正确；负极反应式为2H2S4e=S24H，电路中每流过4 mol电子，在负极消耗2 mol H2S，而不是正极，且题中未指明H2S所处的状态，C项错误；根据2H2S4e=S24H

17、知，17 g（0.5 mol）H2S参与反应，生成1 mol H经质子膜进入正极区，D项正确。4.（1）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作_极，表面发生的电极反应为_。（2）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。X为_极，Y电极反应式为_Y极生成1 mol Cl2时，_ mol Li移向_（填“X”或“Y”）极。解析（1）从图示可以看出，左侧H2O转变成O2，O元素被氧化，电极a为负极，电极反应式为2H

18、2O4e=4HO2，H通过质子交换膜进入右侧发生反应，右侧通入的CO2转变成HCOOH，C元素被还原，电极b为正极，电极反应式为CO22e2H=HCOOH。（2）根据装置可知生成H2的电极为正极，生成Cl2的电极为负极。答案（1）正CO22e2H=HCOOH（2）正2Cl2e=Cl22X电极反应式的书写（1）一般电极反应式的书写（2）复杂电极反应式的书写如CH4酸性燃料电池中CH42O2=CO22H2O总反应式2O28H8e=4H2O正极反应式得CH42H2O8e=CO28H负极反应式5.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池的总反应为：Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6

19、（x1）。下列关于该电池的说法不正确的是（）A.放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移B.放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6C.充电时，若转移1 mol e，石墨（C6）电极将增重7x gD.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi解析放电时，负极反应为：LixC6xe=xLiC6，正极反应为：Li1xCoO2xexLi=LiCoO2，A、B正确；充电时，阴极反应为：xLiC6xe=LixC6，转移1 mol e时，石墨C6电极将增重 7 g，C项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，D项正确。6.

20、中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池（图1），电池的工作原理如图2。下列有关说法正确的是（）A.放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极B.放电时，Li由正极经过有机电解质溶液移向负极C.开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源正极D.充电时，阳极的电极反应式为Li2O22e=O22Li解析纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨作电池正极，A项错误；原电池或电解池工作时，电解质中阴、阳离子的移动方向一般遵循“阴阳相吸”原则，即电池放电时，电解质中的阳离子移向正极，据此可快速判断锂电池放电时，带正电荷的Li由负极经过有机电解质

21、溶液移向正极，B项错误；充电时，直流电源负极与电池负极（金属锂）相连，故X为直流电源负极，C项错误；充电时，空气电极作阳极，此时Li2O2失去电子生成O2：Li2O22e=O22Li，D项正确。1.充放电电池解题模板2.速记速判简单电极先写出，复杂反应相减得。负极颠倒得阴极，正极颠倒得阳极。高考真题体验7.（2017课标全国，11）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16LixS8=8Li2Sx（2x8）。下列说法错误的是（）A.电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B.电池工作时，外电路中流过0.02

22、 mol电子，负极材料减重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多解析A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极方程式为：Lie=Li，当外电路中流过0.02 mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol，其质量为0.14 g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能力，正确；D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8L

23、i2Sx16LixS8（2x8），故Li2S2的量会越来越少，错误。课标全国，11）一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x（x0或1）。A.放电时，多孔碳材料电极为负极B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D.充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2解析根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极（锂电极）流出，通过外电路流向正极（多孔碳材料电极），B项错误；Li带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极（锂电极）迁移，C

24、项错误；充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2，D项正确。9. （2017海南卷）一种电化学制备NH3的装置如下图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H。下列叙述错误的是（）A.Pd电极b为阴极B.阴极的反应式：N26H6e=2NH3C.H由阳极向阴极迁移D.陶瓷可以隔离N2和H2解析此装置为电解池，总反应式是N23H2=2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N26H6e=2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子由阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说

25、法正确。答案A10.（201811月浙江选考）最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。A.右边吸附层中发生了还原反应B.负极的电极反应是H22e2OH=2H2OC.电池的总反应是2H2O2=2H2OD.电解质溶液中Na向右移动，ClO向左移动解析根据装置图中电子的流向，通H2的一极为负极，出H2的一极为正极，电极反应式为：负极：正极：2H2e=H2A项，正极上发生还原反应；C项，电池总反应式为HOH=H2O；D项，由于在负极区消耗OH，所以Na向右移动，而ClO向左移动。考点三金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。2.金属腐蚀的类型（1）化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件