考点39原电池原理及应用高考化学知识点全程讲解.docx

《考点39原电池原理及应用高考化学知识点全程讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《考点39原电池原理及应用高考化学知识点全程讲解.docx（10页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、考点 39 原电池原理及应用1. 复习重点1. 原电池的电极名称及电极反响式，2. 对几种化学电源的电极反响式的生疏和书写，3. 原电池原理的应用。4. 其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。2. 难点聚焦复习提问氧化复原反响的特征是什么？氧化复原反响的本质是什么？答元素化合价发生升降答电子的转移复习旧学问，引入学问。温故而知多媒体呈现原电池在当今生产、生活和科技进展中广泛的用途表达尽管这些电池大小、用途、成效各有不同，但设计原理是一样的第四节 原电池原理及其应用一、原电池原理设问Mg 条在空气中燃烧现象如何？过程中发生的能量变化有哪些？观看屏幕答发出刺眼的强光，同时放出大量的热答化学能转

2、变为光能、化学能转变为热能从教材中吸取信息，重视教材、阅读教材，培育学生紧扣教材的思想提出课题帮助学生树立能量转化观点表达这是一个氧化复原反响， Mg 直接失电子给氧，设想假设把Mg 失去的电子通过导线递给氧， 在导线中不就有电流产生吗？该过程就是化学能转变成电能了。那么到底通过何种途径、何种装置来实现这种转变呢？原电池装置是将化学能转变为电能的装置学生思考提出设想，激发学生学习的兴趣和求知欲原电池装置就是帮助我们来实现这种转变的装置分组试验1 锌粒放入稀硫酸中2 铜片放入稀硫酸中3 锌粒放在铜片上一起浸入稀硫酸中4 锌粒、铜片用导线连在灵敏电流计上5 用干电池证明4的正负极动手试验描述现象分

3、析争辩现象解释培育学生的动手力量、敏锐的观看力， 提高学生分析、解决问题的力量，严 密的规律推理力量多媒体动画模拟 锌、铜原电池原理学生观看、分析、填表变微观现象为直观生动，便于学生把握多媒体动画模拟原电池组成试验装置的转变：a、 溶液一样，电极变化：b、 电极一样，溶液变化：c、 断路：思考：原电池装置构成必需具备哪些条件？培育学生类比，归纳、总结的自主学习的力量板书原电池组成条件：（a） 电极-较活泼的金属+较不活泼的金属或非金属培育学生分析问题的力量（b） 电解质溶液（c） 闭合回路从以上争辩的原电池装置中我们来总结一下：原电池原理原电池原理：电子负极正极导线流出电子流入电子 发生氧化反

4、响发生复原反响设问那么电极上的反响如何写？书写时要留意什么？练电极反响式和电池总反培育学生分析、归纳力量表达以 Zn-Cu 原电池为例电极反响：-Zn-2e=Zn2+2H+2e=H 2电池总反响：Zn+2H+=H +Zn2+2应练：Zn-Ag-CuSO4强调留意点，作业标准化。训练根本功，培育学生良好的学习习惯。宏观上我们看到了两极上的变 化，从微观上我们再来探讨一下 多媒体动画模拟原电池中的微粒运动微粒流向： 外电路：电子：负极 导线 正极内电路：离子：阳离子向正极移动学生分析透过现象看本质小结 原电池是一种负极流出电子，发生氧化反响，正极流入电子，发生复原反响，从而实现化学能转换为电能的装

5、置。总结本节课内容，起到突出重点，首尾照应作用。投影练习结合原电池条件，将Fe+Cu2+=C+Fe2+设计成一个原电池学生分析、练习稳固和应用，培育学生的学问迁移力量和发散力量作业 1、课本P108一13三12、练习册P113 18 题家庭试验 1、制作一水果电池2、拆开一节废旧干电池，观看其构造争辩性学习课题调查常用电池的种类，使用范围及电池中氧化剂和复原剂，了解回收废电池的意义和价值。板书设计一、原电池原理1、 定义：原电池装置是将化学能转变为电能的装置2、 构成要素-较活泼的金属培育学生动手力量和解决生活中实际问题的力量培育学生综合问题力量，使学生了解社会、关心生活，关注环境，增加仆人翁

6、意识。（a） 电极+较不活泼的金属或非金属（b） 电解质溶液（c） 闭合回路3、原电池原理：电子负极正极活泼的一极 导线不活泼的一极流出电子流入电子发生氧化反响发生复原反响（1） 电极反响Zn-2e=Zn2+2H+2e=H2（2） 电池总反响Zn+2H+=H2+ Zn2+（3） 、微粒流向：外电路：电子：负极导线正极内电路：离子：阳离子向正极移动小结：原电池是一种负极流出电子，发生氧化反响，正极流入电子，发生复原反响，从而实现化学能转换为电能的装置。3. 例题精讲1. 确定金属活动性挨次例 11993 年上海高考化学题有A、B、C、D 四种金属，将A 与 B 用导线联结起来，浸入电解质溶液中，

7、B 不易被腐蚀；将A、D 分别投入到等浓度的盐酸中，D 比 A 反响猛烈； 将铜浸入B 的盐溶液中无明显变化；将铜浸入 C 的盐溶液中，有金属 C 析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的挨次为 ADCABBDABC CDBACDBADC解析：依据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B 不易被腐蚀，说明 B 为正极，金属活动性AB。另可比较出金属活动性DA，BC。故答案为B 项。2. 比较反响速率例 22023 年北京春季高考化学题100mL 浓度为 2 molL-1 的盐酸跟过量的锌片反响，为加快反响速率，又不影响生成氢气的总量，可承受的方法是 A参加适量的 6molL-1

8、的盐酸B参加数滴氯化铜溶液 C参加适量蒸馏水 D参加适量的氯化钠溶液解析：向溶液中再参加盐酸，H+的物质的量增加，生成H 的总量也增加，A 错。参加氯2化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反响，反响速率加快，又锌是过量的，生成 H 的总量打算于盐酸的量，故 B 正确。向原溶液中参加水或氯化钠溶液都引起溶液中2H+浓度的下降，反响速率变慢，故C、D 都不正确。此题答案为B 项。3. 书写电极反响式、总反响式例 32023 年全国高考理综题熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用 Li CO 和 Na CO 的熔融盐 混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与 CO的混合气体为

9、23232阴极助燃气，制得在 650下工作的燃料电池，完成有关的电池反响式：阳极反响式：2CO+2CO 2-4e-= 4CO32阴极反响式：， 电池总反响式：。解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进展燃烧。此题中CO 为复原剂，空气中O2为氧化剂，电池总反响式为：2CO+O =2CO 。用总反响式减去电池负极即题目指的阳极22反响式，就可得到电池正极即题目指的阴极反响式：O +2CO +4e-= 2CO 2- 。2234. 分析电极反响例 41999 年全国高考化学题氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反响式是：(1/2)H2+NiO(OH)Ni(

10、OH)2依据此反响式推断以下表达中正确的选项是 A电池放电时，电池负极四周溶液的pH 不断增大B电池放电时，镍元素被氧化 C电池充电时，氢元素被复原D电池放电时，H2是负极解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反响，充电时是电解池反响。依据氢镍电池放电时的总反响式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液， 由于在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH) 都会溶解。这样可写出负极反响式：H +2OH-2e- =222H O，H 为负极，四周的pH 应下降。放电时镍元素由+3 价变为+2 价，被复原，充电时氢元22素由+1 价变为 0 价，被复原。故答案为C、D 项。例520

11、23年全国高考理综题钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反响 A2H+2e-=H2CFe-2e-=Fe2+B2H O+O +4e-= 4OH-22D4OH-+4e-=2H O+O22解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有 O 或 CO 等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反响为：22Fe-2e-=Fe2+，正极反响为：2H O+O +4e-= 4OH-；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反响22为：Fe-2e-=Fe2+，正极反响为：2H+2e-=H 。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案2为 C 项。5. 推断原电池的电极例 62023

12、年广东高考化学题镍镉Ni-Cd可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反响按下式进展：由此可知，该电池放电时的负极材料是 ACd(OH)2BNi(OH)2CCdDNiO(OH)解析：此电池放电时为原电池反响，所列反响由右向左进展，Cd 元素由 0 价变为+2 价， 失去电子，被氧化，故Cd 是电池的负极反响材料。此题答案为C 项。例 72023 年上海高考化学题铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是 A阴极 B正极 C阳极 D负极解析：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性ZnCu， 故 Zn 为负极。答案为D 项。6. 原电池原理的综合应用例 82023 年天

13、津高考理综题以下图为氢氧燃料电池原理示意图，依据此图的提示，以下表达不正确的选项是 ( )Aa 电极是负极Bb 电极的电极反响为：4OH-4e-= 2H O+O 22C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D氢氧燃料电池是一种不需要将复原剂和氧化剂全部贮存在电池内的型发电装置解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a 极为负极，其电极反响为：2H -4e-=4H+，2b 极为正极，其电极反响为：O +2H O+4e-=4OH-，电池总反响式为：2H +O =2H O。H 为复原222222剂，O 为氧化剂，H 、O 不需全部贮存在电池内。故答案为B 项。222例 92023 年江苏高考化学题

14、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。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反响式为：Zn(s)+2MnO (s)+H O(l) =22Zn(OH) (s)+Mn O (s)22 3以下说法错误的选项是 A. 电池工作时，锌失去电子B. 电池正极的电极反响式为：2MnO (s)+H O(1)+2e- = Mn O (s)+2OH-(aq)222 3C. 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O.2mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5g解析： 该电池的电解液为 KOH 溶液， 结合总反响式可写出负极反响式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e- = Z

15、n(OH) (s)，用总反响式减去负极反响式，可得到正极反响式：22MnO (s)+H O(1)+2e- = Mn O (s)+2OH-(aq)。Zn 为负极，失去电子，电子由负极通过外电路222 3流向正极。1molZn 失去 2mol 电子，外电路中每通过 O.2mol 电子，Zn 的质量理论上减小 6.5g。故答案为C 项。4. 实战演练一、选择题1.2023 年春季高考理综题家用炒菜铁锅用水清洗放置后，消灭红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反响是A.4Fe(OH)2H OO=4Fe(OH) 2223B.2Fe2H OO =2Fe(OH) 222C.2H2OO24e=4OHD.Fe

16、3e=Fe32.(2023 年上海高考题随着人们生活质量的不断提高，废电池必需进展集中处理的问题被提到议事日程，其首要缘由是A. 利用电池外壳的金属材料B. 防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源C.不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极3. 铁棒与石墨棒用导线连接后浸入 0.01 molL1 的食盐溶液中，可能消灭的现象是A. 铁棒四周产生OHB.铁棒被腐蚀C.石墨棒上放出ClD.石墨棒上放出O224. 某原电池总反响的离子方程式为 2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反响的原电池组成是A. 正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl 溶液3B. 正极为碳，负极为铁，电

17、解质溶液为Fe(NO ) 溶液3 3C. 正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe (SO ) 溶液24 3D. 正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO 溶液45. 生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，以下有关推断正确的选项是A. 负极发生的电极反响可能是： O 4e2H O=4OH22B. 正极发生的电极反响可能是： O 4e=2O22C. 负极反响主要是C HO 生成CO 或 HCO -612623D. 正极反响主要是C HO 生成CO 或 CO 2-6126236. 以下现象与电化腐蚀无关的是A. 黄铜铜锌合金制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯几乎

18、是纯铁简洁生锈C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银制奖牌久置后外表变暗7. 锂电池是一代的高能电池，它以质轻、能高而受到普遍重视，目前已经研制成功了多种锂电池。某种锂电池的总反响可表示为：LiMnO =LiMnO 。假设该电池供给 5 库仑22C电量其他损耗无视不计，则消耗的正极材料的质量约为式量 Li:7;MnO :87,电子2电量取 1.601019CA.3.2103 gB.7104 gC.4.52103 gD.4.52102 g8. 据报道，美国正在争辩的电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反响为2ZnO =2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则以下

19、表达正确的选项是2A. 锌为正极，空气进入负极反响B. 负极反响为Zn2e=Zn2 C.正极发生氧化反响D.电解液确定不是强酸9. 将两个铂电极插入KOH 溶液中，向两极分别通入CH 和O ，即构成CH 燃料电池。424通入 CH 的一极，其电极反响式是：CH 10OH8e=CO 2- 7H O;通入 O 的另44322一极，其电极反响是：O22H2O4e=4OH，以下表达不正确的选项是A. 通入CH 的电极为负极4B. 正极发生氧化反响C. 燃料电池工作时溶液中的阴离子向负极移动D.该电池使用一段时间后应补充KOH二、非选择题共 55 分10.10 分如右图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈

20、和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。留神地从烧杯中心滴入CuSO4溶液。（1） 片刻后可观看到的现象是指悬吊的金属圈。A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态不变C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜（2） 产生上述现象的缘由是。11.10 分2023 年全国高考理综卷熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li CO 和 Na CO 的熔融盐混合物做电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO 的混23232合气为阴极燃气，制得在 650下工作的燃料电池，完成有关的电池反响式：阳极反响式：2CO2CO 2- 4CO34e2阴极反响式： 总电池反响式：12.10 分1今有反响 2H O2

21、2KOH= 2HO 构成了燃料电池，则负极通的应2是，正极通的应是。电极反响式为：负极，正极：。（2） 如把 KOH 改为稀 H SO做电解质，则电极反响式为：负极，正24极。两电极四周溶液的pH 各有何变化？（3） 如把 H改为 CH 、KOH 做导电物质，则电极反响式为：负极，正24极。反响时间 t/hMgO 层厚 y/nm NiO 层厚 y/nm10.05a B40.20a2b90.45a3b160.80a4b251.25a5b13.12 分下表数据是在某高温下，金属镁和镍分别在氧气中进展氧化反响时，在金属外表生成氧化薄膜的试验记录：注：a 和 b 均为与温度有关的常数。请填空答复： 1

22、 金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示， 其理由是。（2） 金属氧化膜的膜厚 y 跟时间 t 所呈现的关系是填“直线”“抛物线”“对数”或 “双曲线”：MgO 氧化膜厚 y 属型，NiO 氧化膜厚 y属型。（3） Mg 与 Ni 比较，哪一种金属更具有耐腐蚀性，其理由是。14.8 分电池在人们的日常生活、工农业生产、教学科研等各个方面具有广泛的应用。电池按不同的划分标准可以划分为不同的种类，应用最广泛的是电化学电池。（1） 电化学电池能够把能转化为能。电化学电池的工作原理是的迁移集中和电化学反响。以下属于电化学电池的有。蓄电池 锌锰电池 充电电池 一次性电池（2） 电化学电池的

23、组成可以表示为： 负极材料 A正极材料。A 表示，离子在 A 中的电阻比电子在金属中的电阻。对于不漏电的电池电子在A 中的电阻为。31991 年 Sony 公司首次推出商品化的锂离子电池，此后锂离子电池的厂家如雨后春笋般在全世界消灭，锂离子电池的品种和数量也在逐年增加。锂离子电池的电压高，单个电池的电压是 3.6 V，锂离子电池的正极材料是锂的过渡金属氧化物例如LiCoO2)混以肯定量的导电添加物例如C构成的混合导体，负极材料是可插入锂的碳材料。锂在元素周期表中位于第周期，第主族。锂离子电池所用的正负极材料都是不污染环境的无毒无害物质，属于绿色能源。而镉镍在生产过程中污染环境。作为密封电池无毒

24、无害可以放心使用镉镍电池的有毒物质 是，它作为电池的极。15.5 分关于“电解氯化铜溶液时的 pH 变化”问题，化学界有以下两种不同的观点：pH 与时间关系图观点一是：“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH 上升。观点二是：“试验派”经过反复、屡次、准确的试验测定，证明电解氯化铜溶液时 pH的变化如图曲线的关系。请答复以下问题：（1） 电解前氯化铜溶液的pH 处在 A 点位置的缘由是用离子方程式说明。（2） “理论派”所持观点的理论依据是。（3） “试验派”的试验结论是。他们所述“准确试验”是通过确定的。（4） 你持何种观点？你所持观点的理由是从化学原理加以简述。附参考答案 一、1.D2.B

25、3. 解析：此题结合原电池原理考察试验现象。Fe 作负极：Fe2e=Fe2,C 作正极：2H OO +4e=4OH。22答案：B4. 解析：此题要设计成原电池必需满足：Fe 作负极；C、Pt 或活动性比 Fe 弱的金属作正极；电解质溶液中必需含Fe3+。答案：CD5.C6.D7.解析：正极反响MnO +e=MnO - 。则n(MnO )=n(e)=5 C/(1.601019C6.021023222mmol1),(MnO )=4.52103 g。2答案：C8.BD9.B二、10.1D2加CuSO 溶液后，构成FeAg 原电池，Fe 溶解，质量减小；4Cu2在银圈上得电子，沉积在Ag 上，质量增加

26、点燃211.2CO +O2+4e2 2CO 2-32CO+O2= 2CO12.(1)HO2H +4OH4e=4H O2222O +2H O+4e=4OH22(2)2H 4e=4H+O +4H+4e=2H O222前者的pH 变小，后者的pH 变大。3CH +10OH8e=CO 2- +7H O4324H O+2O +8e=8OH2213.1反响速率可以用反响的消耗速率，也可以用产物的生成速率来表示12直线y=0.05at 抛物线(y=bt 2 )3Ni它的腐蚀速率随时间增长比镁慢14.1化学 电 离子 (2)电解质 大 零3二 A镉 负15.1Cu2+2H O2CuOH +2H+2（2） 由于Cu2+2e=Cu，使Cu2水解平衡向左移动，c(H+)削减，pH 上升。（3） pH 降低 测定溶液pH（4） 同意试验派观点；理由是CuCl =Cu+Cl 22Cl2+H2O=HCl+HClO，使溶液酸性增加，pH 降低。