一轮复习原电池原理完整市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、第八单元化学反应及能量原 电 池第1页知识框图第八单元 电化学知识框图第2页第八单元 电化学知识框图第3页考纲导学考纲要求命题预测1.了解原电池工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源种类及其工作原理。 2.了解金属发生电化学腐蚀原因、金属腐蚀危害、预防金属腐蚀方法。1.原电池工作原理。利用原电池工作原理书写电极方程式或正误判断，以及金属腐蚀类型判断与防护是近几年高考重点，常以选择或填空形式进行考查，难度中等。 2.对新型化学电源考查。近年来这一考点成为高考命题必考点和区分点，通常是以新型(燃料电池、固体熔融电解质等)电池，对其工作原理分析及电极方程式书写为主，难度较大。 第

2、4页一原电池工作原理 【知识梳理】1原电池把_转化为_装置。2形成条件(1)两个电极由两种_不一样金属或由_材料(非金属或一些氧化物等)组成。(2)电解质溶液。(3)形成闭合回路。化学能电能金属活动性金属和其它导电 本质条件：能自发进行氧化还原反应探究点一原电池第5页ABCDEFMN1.以下哪几个装置能形成原电池？VXVVXXXV习题：第6页3原电池两极负极：活泼性_金属，发生_反应。正极：活泼性_金属或导体，发生_反应。4电极反应式书写和电子移动方向(如图201)强氧化弱还原第7页(1)电极反应式负极：_，电极反应式：_。正极：_，电极反应式：_。电池反应：_。(2)电子移动方向电子由_释放

3、，经_沿导线流入_，电解质溶液中_移向正极，在其表面得电子被_，形成一个闭合回路。Zn片Cu片ZnCu2=Zn2Cu负极外电路正极阳离子还原此电池优点：能产生连续、稳定电流。盐桥作用：（1）使整个装置组成通路，代替两溶液直接接触。（2）平衡电荷。第8页在整个装置电流回路中，溶液中电流通路是靠离子迁移完成。Zn失去电子形成Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则因为Cu2+ 变为Cu ，使得 SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种原因均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中止。第9页 因为盐桥（如KCl）存在，其中阴离子Cl-向ZnSO

4、4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩电荷，保持溶液电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。第10页电解质溶液和电极材料选择活泼性不一样 两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt（电池电极必须导电）电解质溶液普通要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯

5、中电解质溶液应 与电极材料含有相同阳离子。第11页与原 电 池 相关概念1.电路：外电路内电路电子流向：电流方向：阴离子：阳离子；2.电极：正极：负极：3.电极反应式：正极：负极：4.总反应式：Zn+ 2H+ Zn2+ + H2负极流向正极正极流向负极向负极移动向正极移动电子流出一极电子流入一极Zn2e- Zn2+2H+ 2e- H2第12页请依据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池。你有哪些可行方案?Cu Cu 2e- = Cu2+比Cu不活泼金属或石墨2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等负极：正极：电解质溶液：

6、若是采取烧杯和盐桥装置图，采取电解质溶液又是什么？试画出原电池装置简图。第13页以下关于原电池叙述正确是（ ）A、组成原电池正极和负极必须是两种不一样金属B、原电池是将化学能转变为电能装置C、原电池中电子流出一极是负极，该极被还原D、原电池放电时，电流方向是从负极到正极B第14页原电池电极判断和电极方程式书写原电池正负极判断第15页原电池正负极判断方法 微观判断 （依据电子 流动方向）电子流出极电子流入极负极正极 较活泼电极材料较不活泼电极材料 质量增加电极工作后 质量降低电极负极正极正极负极工作后，有气泡冒出电极为正极发生氧化反应极发生还原反应极宏观判断：依据电极材料依据原电池电极 发生反应

7、依据电极增重还是减重依据电极有气泡冒出：负极正极第16页第17页第18页 拓展练习（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到 现象。 两极反应式为：正极 ；负极 。 该装置将 能转化为 能。（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为 ，总反应方程为 。镁逐步溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；Al+4OH-3e=AlO2-+2H2OMg2e=Mg2+ 化学能电能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2第19页例1广东卷铜锌原电池(如图204)工作时，以下叙述正确是() 【典例精析】BCA正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从负极流向正

8、极D盐桥中K移向ZnSO4溶液第20页变式题宁夏卷依据图205可判断出以下离子方程式中错误是( ) A第21页探究点二化学电源【知识梳理】 1一次电池碱性锌锰干电池电池反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2负极：_，正极：_，电解质：KOH。负极反应：_。正极反应：_。ZnMnO2Zn2OH2e=Zn(OH)2第22页第23页 3燃料电池 (1)燃料电池与前几个电池差异：氧化剂与还原剂在工作时 ；反应产物 ；能量转化率高(超出80%)，普通只有30%，有利于节约能源。 (2)氢氧燃料电池 酸性电解质 负极： ； 正极： ； 总反应： 。不停补充不停排出 第24页碱性电解质负极

9、： ；正极： ；总反应： 。第25页【关键点深化】 1二次电池和燃料电池几个注意事项 (1)可充电电池(二次电池)充电时，电池正极接电源正极，电池负极接电源负极。 (2)可充电电池(二次电池)放电时负极发生氧化反应，充电时该极(阴极)发生还原反应；放电时正极发生还原反应，充电时该极(阳极)发生氧化反应。 (3)燃料电池负极为通入燃料一极，正极为通入助燃剂一极(普通为氧气)，电极材料普通不参加化学反应，只起传导电子作用。第26页例2浙江卷LiAl/FeS电池是一个正在开发车载电池，该电池中正极电极反应式为：2LiFeS2e=Li2SFe。 相关该电池以下说法中，正确是()【典例精析】B第27页一

10、、金属腐蚀： 是金属或合金与周围接触到气体或液体物质发生氧化还原反应而引发损耗现象。M - ne- = Mn+二、金属腐蚀类型：（1）化学腐蚀 金属跟接触到物质直接发生化学反应而引发腐蚀叫做化学腐蚀。（2）电化学腐蚀 不纯金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。探究点三金属腐蚀与防护 第28页化学腐蚀和电化学腐蚀比较相互关系反应现象条件电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍较活泼金属被氧化金属被氧化有微弱电流产生不产生电流不纯金属或合金跟电解质溶液接触金属跟接触物质反应第29页正极： 2H+ 2e- =H2 负极

11、： Fe - 2e- = Fe2+总反应Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 析氢腐蚀：当钢铁处于酸性气氛中第30页负极： Fe - 2e- = Fe2+正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-总反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2吸氧腐蚀：中性或酸性很弱条件下发生。后续反应：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O第31页钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈）水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+2H+ + 2e-=H2O2+2H2

12、O+4e-=4OH-Fe +2H+ = Fe2+ + H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(-)正极C(+)后续反应联络第32页牺牲阳极保护法 三、金属防护方法(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。或制成合金。(2)电化学防护 原电池原理。 (阴极)：被保护金属设备。 (阳极)：比被保护金属活泼金属。 电解原理。 ：被保护金属设备。 ：惰性电极。 正极 负极外加电流阴极保护法 阴极 阳极 第33页

13、例3上海卷铁是用途最广金属材料之一。为探究铁化学性质，某同学将盛有生铁屑试管塞上蓬松棉花，然后倒置在水中(如图207所表示)。数天后，他观察到现象是() A铁屑不生锈，试管内液面上升 B铁屑不生锈，试管内液面高度不变 C铁屑生锈，试管内液面上升 D铁屑生锈，试管内液面高度不变【典例精析】图207 C第34页1.利用原电池原理设计新型化学电池；2.改改变学反应速率，如试验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；3.进行金属活动性强弱比较；4.电化学保护法，即将金属作为原电池正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。原电池主要应用：5.解释一些化学现象第35页(1)比较金属活动性强弱。例1：以下叙述中，能够说明金属甲

14、比乙活泼性强是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去电子多；D.同价态阳离子，甲比乙氧化性强；（C）原电池原理应用：第36页(2)比较反应速率例2 ：以下制氢气反应速率最快是粗锌和 1mol/L 盐酸；B.A.纯锌和1mol/L 硫酸；纯锌和18 mol/L 硫酸；C.粗锌和1mol/L 硫酸反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（ D ）原电池原理应用：第37页(3)比较金属腐蚀快慢例3：以下各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢次序是(5)(2)(1)(3)(4)原电池原理应用：第38页 2.金属腐蚀快

15、慢次序普通来说可用以下标准进行判断： (1)电解原理引发腐蚀(金属作阳极)原电池原理引发腐蚀化学腐蚀有防护办法腐蚀。 (2)对同一金属来说：强电解质溶液中腐蚀弱电解质溶液中腐蚀非电解质溶液中腐蚀。 (3)对同一电解质溶液来说：普通浓度越大，金属腐蚀越快。第39页(4)判断溶液pH值改变例5：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共搜集到 0.168L升气体，则流过导线电子为 mol,溶液pH值变_？（溶液体积改变忽略不计）0.2解得：y 0.015 (mol)x 0.015 (mol)3.75 10 4(mol/L )pH -

16、lg3.75 1044 -lg3.75 答：0.015依据电极反应：正极：负极：Zn2e-Zn2+2H+2e- H2得：2 2 22.4x y 0.168解：0.20.1252c(H+)余2H+ 2eH2大0.015原电池原理应用：第40页(5)原电池原理综合应用例6：市场上出售“热敷袋”主要成份为铁屑、炭粉、木屑、少许氯化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发觉有大量铁锈存在。“热敷袋”是利用 放出热量。2)炭粉主要作用是 。3)加入氯化钠主要作用是 。4)木屑作用是 。铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液组成原电池，加速铁屑氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀原电池原理应用：第41页第42页已知反应AsO43+2I+2H+ AsO3+I2+H2O是可逆反应设计如图装置，进行下述操作：()向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发觉微安培表指针偏转