化学能转化为电能——电池

1、第第3 3节化学能转化为节化学能转化为电能电能 电池电池第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型-2-考纲要求:1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。2.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、防止金属腐蚀的措施。第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-3-基础梳理考点突破原电池及其工作原理1.定义原电池是将化学能转变为电能的装置。2.构成条件(1)两个活动性不同的电极(金属和金属或金属和非金属导体)。(2)将电极

2、插入电解质溶液(或熔融电解质)中。(3)用导线连接电极构成闭合回路(或两电极接触)。(4)能自发进行的氧化还原反应。3.工作原理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-4-基础梳理考点突破第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-5-基础梳理考点突破自主巩固下图所示的装置中第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-6-基础梳理考点突破1.原电池工作原理示意图 2.正、负极的判断方法 第六单元第六单元第第3节化学能转

3、化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-7-基础梳理考点突破注意:原电池的正、负极判断应根据原电池的工作原理:发生氧化反应的电极为负极,发生还原反应的电极为正极,而不能简单地依据金属的活动性来判断。如Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池,不活泼的Al被氧化,作负极;Fe-Cu-HNO3(浓)构成的原电池,Fe常温下在浓硝酸中钝化,不活泼的Cu被氧化,作负极。即原电池正负极的判断,不仅要分析电极的活动性,还要考虑到电解质溶液的性质。第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-8-基础梳理考点突破例1(2015

4、天津理综)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡 答案解析解析关闭 答案解析关闭第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-9-基础梳理考点突破归纳总结:原电池中的“三”个方向“两”个反应(1)电子流向:电子从负极流出经外电路流入正极。(2)电流方向:电流从正极流出经外电路流入负极。(3)离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子

5、向负极迁移,阳离子向正极迁移。当有离子交换膜时则只有阴离子或阳离子移向另一极保持电荷守恒。(4)正极反应:还原反应。(5)负极反应:氧化反应。第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-10-基础梳理考点突破跟踪训练1.(2015湖北武汉调研)如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中滴入CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是()A.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端高B端低B.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端低B端高C.当杠杆为导体时,A端低B端

6、高;杠杆为绝缘体时,A端高B端低D.当杠杆为导体时,A端高B端低;杠杆为绝缘体时,A端低B端高 答案解析解析关闭 答案解析关闭第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-11-基础梳理考点突破 答案解析解析关闭 答案解析关闭C第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点一-12-基础梳理考点突破3.(2015江苏南京、盐城模拟)一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。有关说法中正确的是() 答案解析解析关闭 答案解析关闭第六单元第六

7、单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-13-基础梳理考点突破化学电源及原电池原理的应用1.化学电源(1)一次电池(碱性锌锰干电池):碱性锌锰干电池的工作原理如图:第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-14-基础梳理考点突破(2)二次电池(以铅蓄电池为例):第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-15-基础梳理考点突破2.原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应速率。一个自发的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率增大,例如

8、Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-16-基础梳理考点突破(3)用于金属的防护。使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。例如,保护铁制输水管或钢铁桥梁,可用导线将其和一块锌块相连,使Zn作原电池的负极。(4)设计制作化学电源。设计原电池时要紧扣构成原电池的条件:首先要将已知氧化还原反应拆分为两个半反应;根据原电池的电极反应特点,结合两个半反应找出正负极材料(负极就是失电子的物质,正极用比负极活动性差的金属或导电的非金属,如石墨)及电解质溶液。第六单元第六单元第

9、第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-17-基础梳理考点突破第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-18-基础梳理考点突破第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-19-基础梳理考点突破1.原电池电极反应式的书写 第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-20-基础梳理考点突破例2(2015江苏化学)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()

10、答案解析解析关闭 答案解析关闭第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-21-基础梳理考点突破第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-22-基础梳理考点突破第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-23-基础梳理考点突破1.(2015甘肃联考)液体燃料电池相对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图所示,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

11、述中正确的是 ( ) 答案解析解析关闭 答案解析关闭第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点二-24-基础梳理考点突破2.(2015湖南长沙模拟)一种碳纳米管能够吸附氢气,可作二次电池(如下图所示)的石墨电极。该电池的电解质为6molL-1KOH溶液,下列说法中正确的是(D) 答案解析解析关闭 答案解析关闭第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-25-基础梳理考点突破金属的腐蚀与防护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.化学腐蚀与电化学腐蚀第

12、六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-26-考点突破基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-27-考点突破4.金属腐蚀的防护(1)改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力,如不锈钢。(2)在金属表面覆盖一层保护层,如油脂、油漆、搪瓷、塑料、氧化成致密的氧化膜,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。(3)与电化学原理有关的防护。电镀:在金属表面镀上层耐腐蚀的金属,如铁上镀锌。电解法钝化:将被保护的金属接外加电源的正极,使电压维持在使金属钝化的范围内,将金

13、属表面氧化上一层氧化物保护膜。牺牲阳极保护法:让被保护的金属作原电池的正极。阴极电保护法:让被保护的金属连外加电源的负极,作电解池的阴极。基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-28-考点突破基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-29-基础梳理考点突破金属腐蚀由快到慢的规律(1)电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极。(2)对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液(3)活动性不同的两金属,活动性差别越大,腐蚀越

14、快。(4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-30-考点突破 答案解析解析关闭 答案解析关闭基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-31-考点突破跟踪训练下列说法错误的是()A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性B.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀C.自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致D.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 答案解析解析关闭轮船外壳上附上铜块后,轮船甲板的铁作负极,会

15、加快轮船的腐蚀速率。 答案解析关闭B基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-32-考点突破实验探究:原电池的设计设计依据原电池的工作原理及原电池的构成条件。设计思路第二步:确定负极材料、正极材料和电解质溶液。负极材料:失电子的物质(还原剂)作负极材料,即Cu。正极材料:用比负极材料金属活动性差的金属或非金属导体作正极材料,即Ag或石墨等。基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-33-考点突破电解质溶液:含有反应中作氧化剂的物质作电解质,即FeCl3溶液,如

16、果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则负极容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子,正极容器中电解质溶液应含有发生还原反应的离子。第三步:画出装置图,注明电极材料和电解质溶液,如图:基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-34-考点突破解析解析关闭解析基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-35-考点突破 答案解析解析关闭 答案解析关闭基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热

17、点题型考点三-36-考点突破 答案解析解析关闭 答案解析关闭基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-37-考点突破 答案解析解析关闭该原电池中,亚铁离子失电子发生氧化反应,所以甲中石墨作负极,乙中石墨作正极,电子从负极沿导线流向正极,所以电子从甲中石墨经导线流向乙中石墨,故A项正确;当电流计为零时,说明没有电子发生转移,则反应达到平衡,正逆反应速率相等,故B项正确;电流计指针为零后,在甲中加入FeCl3固体,平衡向逆反应方向进行,则银作负极,乙中电极上失电子发生氧化反应,故C项正确;电流计指针为零后,在乙中加入硫化钠固体,硫

18、离子和银离子反应生成硫化银沉淀,平衡向逆反应方向进行,电流计指针读数不为零,故D项错误。 答案解析关闭D基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-38-考点突破基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-39-考点突破基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-40-考点突破基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-41-考点突破

19、基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型考点三-42-考点突破基础梳理第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型热点题型-43-考情分析解题策略跟踪训练考情分析以教材变形装置或新材料信息为背景考查电化学原理是近几年高考命题的特点,以选择、综合分析题等考查电化学原理的应用、电极反应式的书写、新型电池分析等。常见的命题角度有:(1)新型化学电源;(2)原电池与电解池的综合考查;(3)电化学与化学实验的综合考查;(4)电化学与化学平衡、离子平衡的综合考查。第六单元第六单元第第3节化学能转

20、化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型热点题型-44-考情分析解题策略跟踪训练1.从四个角度掌握两类装置的工作原理 2.新型化学电源的分析命题特点:命题背景或情景新颖,给出反应陌生。但考查知识的落脚点并不陌生,考查原电池的工作原理。只要审清题意,找出有用信息,运用原电池的工作原理及氧化还原反应知识即可顺利解决。第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型热点题型-45-考情分析解题策略跟踪训练3.原电池和电解池组合装置的分析首先,由电极发生反应的类型、电子的流向或电流的方向、电极金属的活泼性、电解质溶液中离子的移动方向等

21、判断电池的正、负极,然后确定电解池的阴阳极,继而分析各电极的电极反应及实验现象。4.多个电解池串联组合装置的分析无论是原电池还是电解池,无论是一个“池”还是多个任意“池”串联,在电路和电极上单位时间通过的电量相同。第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型热点题型-46-考情分析解题策略跟踪训练典例(2014广东理综)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极为Al,其他均为Cu,则()第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型热点题型-47-考情分析解题策略跟踪训练第六单元第六单元第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能 电池电池考点一考点二考点三热点题型热点题型-48-考情分析解题策略跟踪训练 答案解析解析关闭NiMH放电时正极发生还原反应,分析化合价可知正极为NiOOH得电子生成Ni(OH)2,可知A选项正确;OH-由阴极向阳极移动,B项错;M是金属,无负价