高考化学一轮总复习课件：第9章电化学基础第一讲原电池化学电源资料

第九章第九章 电化学基础电化学基础第一讲第一讲 原电池原电池 化学电源化学电源【高考真题重现高考真题重现】【2011年年新课标卷新课标卷11题题6分分】铁镍蓄电池又称爱迪生铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：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（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，、电池的电解液为碱性溶液，正极为正极为Ni2O3、负极为、负极为FeB、电池放电时，、电池放电时，负极反应负极反应为为Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2 C、电池充电过程中，阴极附近、电池充电过程中，阴极附近溶液的溶液的pH降低降低D、电池充电时，、电池充电时，阳极反应阳极反应为为2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O【高考定位高考定位】1、题型：多以选择题的形式考查、题型：多以选择题的形式考查2、分值：、分值：6分左右分左右3、模型概况：、模型概况：（1）以）以燃料电池燃料电池和和二次电池二次电池为背景为背景（2）考查原电池的）考查原电池的工作原理工作原理，电极反应式书写电极反应式书写，电极材料的判断电极材料的判断，电解质溶液的变化电解质溶液的变化及相关及相关计算计算。【考纲考纲】1、了解原电池工作原理，能写出电极反应式和电池反应、了解原电池工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。方程式。【命题预测命题预测】2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。、了解常见化学电源的种类及其工作原理。3、理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，、理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。防止金属腐蚀的措施。1、原电池的工作原理。考查对原电池、原电池的工作原理。考查对原电池工作原理的分析工作原理的分析，金属腐蚀类型金属腐蚀类型的判断与防护。的判断与防护。2、对、对新型化学电源新型化学电源的考查。以新型电池（如：锂离子电的考查。以新型电池（如：锂离子电池、池、燃料电池燃料电池、可充电电池可充电电池），对其），对其工作原理工作原理的分析以的分析以及及电极方程式的书写电极方程式的书写为主考查。为主考查。氧化反应氧化反应Zn-2e-=Zn2+铜锌铜锌原电池原电池电解质溶液电解质溶液失失e-，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 外电路外电路内电路内电路1、原电池的定义？反应的本质？、原电池的定义？反应的本质？2、原电池的工作原理？、原电池的工作原理？VXVXXVX3、构成原电池的条件有哪些？、构成原电池的条件有哪些？【练习练习1】下列装置是否能组成原电池？为什么？下列装置是否能组成原电池？为什么？4、原电池正负极的判断方法、原电池正负极的判断方法 微观判断微观判断（根据电子流动（根据电子流动方向方向）电子流出的电极电子流出的电极电子流入的电极电子流入的电极负极负极正极正极一般较活泼的电极材料一般较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极质量增加的电极工作后工作后 质量减少的电极质量减少的电极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后，有气泡冒出的电极为正极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极发生还原反应的电极发生还原反应的电极宏观判断宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极 发生的反应发生的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：负极负极正极正极abIabe-AlMgNaOHFeCu浓浓HNO3abB电电极质极质量增量增加加【练习练习2】判断下列原电池的正负极：判断下列原电池的正负极：5、原电池电极反应式的书写规则：、原电池电极反应式的书写规则：列物质列物质标得失标得失负极发生负极发生氧化反应氧化反应，正极发生，正极发生还原反应还原反应，找出找出得失电子得失电子的数量。的数量。看环境看环境配守恒配守恒电极产物在电解质溶液的环境中，应能电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳稳定存在定存在；电极反应式要遵循；电极反应式要遵循电荷守恒电荷守恒，质质量守恒量守恒，电子守恒电子守恒。两式加两式加验总式验总式两电极反应式相加，与两电极反应式相加，与总反应总反应对照验证对照验证（1）一般电极反应式的书写规则：）一般电极反应式的书写规则：（2）二次电池电极反应式的书写规则：）二次电池电极反应式的书写规则：找出找出负极反应物质负极反应物质和和负极产物负极产物写出负极反应式，注意写出负极反应式，注意电荷守恒电荷守恒，质量守恒质量守恒，电子守恒电子守恒。正极反应式正极反应式=总反应式总反应式负极反应式负极反应式【例例】铅蓄电池是常见的二次电池，总反应式为：铅蓄电池是常见的二次电池，总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，请写出该电池放，请写出该电池放电时的正负极反应式。电时的正负极反应式。负极：负极：Pb 2e-SO42-=PbSO4正极：正极：PbO2 2e-SO42-4H+=PbSO4【练习练习】书写下列原电池的正、负极反应式：书写下列原电池的正、负极反应式：1、2、3、高、高铁酸酸钾可以制作可充可以制作可充电电池，池，该电池的工作原理：池的工作原理：3Zn2K2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)3 4KOH，写出写出该电池工作池工作时的正的正负极反极反应式式【小小 结结】、定义、定义:原电池原电池把把化学能化学能转化成转化成电能电能的装置。的装置。2、原电池的工作原理、原电池的工作原理负极 正极电子流向电子流向电流流向电流流向3、形成原电池的条件形成原电池的条件4、原电池的正负极的判断方法、原电池的正负极的判断方法5、原电池电极反应式的书写、原电池电极反应式的书写重点重点重点重点难点难点【例例1】右右图为一原一原电池装置，下列叙述中池装置，下列叙述中正确正确的是的是 A.A.铜离子在离子在铜片表面被片表面被还原原 B.B.盐桥中的中的K K+移向移向ZnSOZnSO4 4溶液溶液C.C.电流从流从锌片片经导线流向流向铜片片 D.D.铜是阳极，是阳极，铜片上有气泡片上有气泡产生生【练习3】将将纯锌片和片和纯铜片按片按图示方式插入同示方式插入同浓度的稀度的稀硫酸中一段硫酸中一段时间，以下叙述，以下叙述正确正确的是的是 A两两烧杯中杯中铜片表面均无气泡片表面均无气泡产生生B两两烧杯中溶液的杯中溶液的pH均增大均增大C.甲中甲中铜片是正极，乙中片是正极，乙中铜片是片是负极极D产生气泡的速度甲比乙慢生气泡的速度甲比乙慢【例例2】碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用，锌得到广泛应用，锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为溶液，电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。下列说法中下列说法中错误错误的是（的是（）A电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e=Mn2O3(s)+2OH(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少电子，锌的质量理论上减少6.5 g【练习练习4】镍镉（镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其溶液，其充放电按下时进行：充放电按下时进行：Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 放电放电充电充电有关该电池的说法有关该电池的说法不正确不正确的是（的是（）A、放电时化学能不能全部转化为电能、放电时化学能不能全部转化为电能D、放电时、放电时Cd为该电池的负极，充电时这一端应接直流电为该电池的负极，充电时这一端应接直流电源的正极源的正极C、放电时该电池的正极反应为：、放电时该电池的正极反应为：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-B、放电时负极反应为：、放电时负极反应为：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)26、原电池原理的应用：、原电池原理的应用：（1）加快化学反应速率）加快化学反应速率 （2）比较金属活动性的强弱）比较金属活动性的强弱 （3）制作化学电源）制作化学电源（4）金属腐蚀的防护（）金属腐蚀的防护（牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法）7、燃料电池电极反应式的书写规则：、燃料电池电极反应式的书写规则：（1）一般情况下，负极物质为）一般情况下，负极物质为氢气氢气或或有机物燃料有机物燃料，正极，正极物质为物质为氧气氧气；（2）在酸性条件下，有机物）在酸性条件下，有机物生成生成CO2；在碱性条件下，；在碱性条件下，生成生成CO32-；（3）书写时，注意电解质溶液的）书写时，注意电解质溶液的酸碱性酸碱性。【练习练习】写出下列燃料电池的正负极反应式：写出下列燃料电池的正负极反应式：（1）氢气燃料电池）氢气燃料电池酸性：酸性：碱性：碱性：（2）甲烷燃料电池）甲烷燃料电池酸性：酸性：碱性：碱性：（3）甲醇燃料电池）甲醇燃料电池酸性：酸性：碱性：碱性：（4）二甲醚燃料电池）二甲醚燃料电池酸性：酸性：碱性：碱性：【作作 业业】1、师说师说P145的的2、预习、预习师说师说P143的的第二讲第二讲 电解池电解池 金属的电化腐蚀与防金属的电化腐蚀与防护护【考纲考纲】1、了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电解池、了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电解池反应的方程式。反应的方程式。【命题预测命题预测】1、电解、电解原理原理。与原电池知识结合进行考查。与原电池知识结合进行考查。2、电解原理的、电解原理的应用应用。例如：。例如：氯碱工业氯碱工业、电解精炼铜电解精炼铜、电电镀镀，金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护（外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法）1、电解的定义？、电解的定义？2、电解池（又称电解槽）的定义？反应的本质？、电解池（又称电解槽）的定义？反应的本质？3、看图，完成表格中相应内容：、看图，完成表格中相应内容：电极电极名称名称反应类反应类型型电极反电极反应式应式电极附电极附近溶液近溶液pH的变的变化化电极附近产生电极附近产生的现象的现象AB阳极阳极阴极阴极氧化氧化反应反应还原还原反应反应变小变小变大变大产生气泡产生气泡产生气泡，并产生气泡，并且溶液变红且溶液变红4、电解池电极反应式的书写规则：、电解池电极反应式的书写规则：（1）先判断电极产物：）先判断电极产物：阳极阳极根据根据电极电极活性金属电极活性金属电极(Fe、Cu、Ag)：金属材：金属材料料失电子失电子，生成金属阳离子，生成金属阳离子惰性金属电极惰性金属电极(Pt、Au、石墨、石墨)：溶液：溶液中中阴离子失电子阴离子失电子阴离子失电子能力大小：阴离子失电子能力大小：阴极阴极根据离子根据离子活动性活动性溶液中的溶液中的阳离子阳离子得电子得电子阳离子得电子能力大小：阳离子得电子能力大小：（2）电极反应式的书写：）电极反应式的书写：CuFeCuSO4溶液溶液PtPtNaCl溶液溶液石墨石墨石墨石墨Pb(NO3)2溶液溶液【练习练习】书写下列电解池的阴、阳极反应式：书写下列电解池的阴、阳极反应式：5、金属的电化学腐蚀：、金属的电化学腐蚀：（1）金属的腐蚀：）金属的腐蚀：化学腐蚀：化学腐蚀：电化学腐蚀：电化学腐蚀：（2）电化学腐蚀腐蚀：）电化学腐蚀腐蚀：析氢腐蚀：在金属外面的水膜呈析氢腐蚀：在金属外面的水膜呈强酸性强酸性电极反应式：电极反应式：吸氧腐蚀：在金属外面的水膜呈吸氧腐蚀：在金属外面的水膜呈弱酸性弱酸性、碱性碱性或或中性中性。电极反应式：电极反应式：6、金属腐蚀的防护：、金属腐蚀的防护：牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法原电池原理：原电池原理：比铁活泼比铁活泼的金的金属作属作负极负极，钢铁钢铁设备作设备作正极正极外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法电解池原理：电解池原理：钢铁钢铁设备作设备作阴阴极极，惰性电极作阳极惰性电极作阳极【电解池电极反应式的书写规则电解池电极反应式的书写规则】（1）先判断电极产物：）先判断电极产物：阳极阳极根据根据电极电极活性金属电极活性金属电极(Fe、Cu、Ag)：金属材：金属材料料失电子失电子，生成金属阳离子，生成金属阳离子惰性金属电极惰性金属电极(Pt、Au、石墨、石墨)：溶液：溶液中中阴离子失电子阴离子失电子阴离子失电子能力大小：阴离子失电子能力大小：阴极阴极根据离子根据离子活动性活动性溶液中的溶液中的阳离子阳离子得电子得电子阳离子得电子能力大小：阳离子得电子能力大小：（2）电极反应式的书写：）电极反应式的书写：【练习练习】书写下列电解池的阴、阳极反应式及总反应式：书写下列电解池的阴、阳极反应式及总反应式：石墨石墨石墨石墨NaOH溶液溶液石墨石墨石墨石墨H2SO4溶液溶液石墨石墨石墨石墨CuCl2溶液溶液石墨石墨石墨石墨CuSO4溶液溶液1、有两只串联的电解池（惰性电极），甲池盛有足量的、有两只串联的电解池（惰性电极），甲池盛有足量的CuSO4溶液，乙池盛有足量的某硝酸盐的稀溶液。电解时溶液，乙池盛有足量的某硝酸盐的稀溶液。电解时当甲池电极析出当甲池电极析出6.4gCu时，乙池电极析出时，乙池电极析出21.6g金属，则金属，则乙池的溶质可能是乙池的溶质可能是 ANaNO3 BCu(NO3)2 CAl(NO3)3 DAgNO32、用惰性电极电解下列物质的溶液，一段时间后，再加、用惰性电极电解下列物质的溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质入一定质量的另一种物质(括号内括号内)，溶液能与原来溶液完，溶液能与原来溶液完全一样的是全一样的是()ACuCl2CuO BNaOHNa2O CNaClHCl DCuSO4Cu(OH)23、关于下列各装置关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（的叙述中，不正确的是（）A用装置用装置精精炼铜，则a极极为粗粗铜，电解解质溶液溶液为CuSO4溶液溶液B装置装置的的总反反应是：是：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+C装置装置中中钢闸门应与外接与外接电源的源的负极相极相连D装置装置中的中的铁钉几乎没被腐几乎没被腐蚀4、按下按下图装置装置实验，若，若x轴表示流入阴极的表示流入阴极的电子的物子的物质的量，的量，则y轴可表示可表示 ()c(Ag+)c(AgNO3)a棒的棒的质量量 b棒的棒的质量量 溶液的溶液的pHA B C D5、如图为用惰性电极电解、如图为用惰性电极电解CuCl2溶液，并验证其产物的实溶液，并验证其产物的实验装置，验装置，回答下回答下问题：（1 1）惰性电极惰性电极为电解池的为电解池的 （选填填“阴阴”或或“阳阳”，下同），下同）极。极。（2 2）反）反应开始一段开始一段时间后，后，惰性电极惰性电极上实验现象为上实验现象为 KI淀粉溶液会变淀粉溶液会变 色。色。（3 3）惰性电极惰性电极上发生的电极反应为：上发生的电极反应为：（4）该电解反应方程式为：）该电解反应方程式为：（5 5）可以将惰性电极可以将惰性电极换为：换为：A.铜棒铜棒 B.铁棒铁棒 C.钠块钠块6、右、右图是一个化学是一个化学过程的示意程的示意图。已知甲池的。已知甲池的总反反应式式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O （1）请回答回答图中甲、乙两池的名称。中甲、乙两池的名称。甲甲电池是池是 装置，装置，乙池是乙池是 装置。装置。（2）请回答下列回答下列电极的名称：通入极的名称：通入CH3OH的的电极名称是极名称是 B（石墨）（石墨）电极的名称是极的名称是 。（3）写出）写出电极反极反应式：式：通入通入O2的的电极的极的电极反极反应式是式是 ，A（Fe）电极极 ，（4）乙池中反）乙池中反应的化学方程式的化学方程式为 。（5）当乙池中）当乙池中A（Fe）极的）极的质量增加量增加5.40g时，甲池中理，甲池中理论上消耗上消耗O2 mL（标准状况）准状况）