2024届一轮复习人教版 第六章 第二节 原电池 化学电源 课件（53张）

第二节原电池化学电源课标要求核心素养1.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。2.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。3.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决新型电池的开发等实际问题。1.宏观辨识与微观探析：认识原电池的本质是氧化还原反应，能多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转化。2.科学态度与社会责任：通过原电池装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践。[目标导航][自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)放热反应都可以设计成原电池。()(2)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极。()(3)用Mg、Al分别作电极，用NaOH

溶液作电解液构成的原电池，Mg为正极。()(4)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生。()(5)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，放电过程中，H+从正极区向负极区迁移。()(6)铅蓄电池工作时，当电路中转移0.1mol电子时，负极增重4.8g。()答案：(1)×错因：自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，与反应的热效应无关。

(2)√

(3)√ (4)×错因：电子在导体(电极和导线)中定向移动，离子在电解质溶液中迁移。

(6)√(5)×

错因：放电过程中，H＋从负极区向正极区迁移。A.锌为正极，Ag2O为负极B.锌为负极，Ag2O为正极C.原电池工作时，将电能转化成化学能D.原电池工作时，负极区溶液的pH增大答案：B考点一原电池的工作原理及应用1.原电池的概念及构成条件化学能电能(1)定义：将_______转化为_____的装置。(2)原电池的形成条件氧化还原反应①能自发进行的__________________。②两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。闭合回路

③形成____________，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。2.工作原理(以锌铜原电池为例)(1)装置变迁(2)电极反应氧化还原负极：Zn－2e－===Zn2+，______反应。正极：Cu2+＋2e－===Cu，______反应。总反应：Zn＋Cu2+===Cu＋Zn2+。

3.原电池的应用

(1)设计制作化学电源

(2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性________的金属，正极一般是活动性______的金属(或能导电的非金属)。较强较弱正极

(3)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。

(4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的______而受到保护。[归纳提升]盐桥及其作用

(1)盐桥中通常装有含琼胶的KCl

饱和溶液，能使两个烧杯中的溶液连成一个通路。离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两种隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。盐桥中阴离子移向负极，阳离子移向正极。

(2)使用盐桥的目的是将两个半电池完全隔开，使副反应减至最低程度，可以获得单纯的电极反应，便于分析放电过程，有利于最大限度地将化学能转化为电能。考点二化学电源1.分类2.工作原理（续表）电池电极反应氢氧燃料电池酸性总反应：2H2＋O2===2H2O；负极：2H2－4e－===4H＋；正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O碱性总反应：2H2＋O2===2H2O；负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－3.二次电池的充放电(1)可充电电池原理示意图充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作：“正接正，负接负”。

(2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、放电均不是可逆反应。

(3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。例：Fe＋Ni2O3＋3H2OFe(OH)2＋2Ni(OH)2，放电时考向1原电池的组成及工作原理1.(2022年山东实验中学检测)如图是盐桥中吸附有饱和KCl

溶液的原电池示意图。下列说法错误的是()答案：B

2.(2022年聊城期末)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

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

解析：由锌的活泼性强于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu2+得电子发生还原反应生成Cu，A错误；由于阳离子交离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2+)>M(Cu2+)，故乙池溶液的总质量增加，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2+通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子不能通过交换膜，D错误。答案：C[方法技巧]“四步法”突破原电池的组成及工作原理题(1)分析电极材料和电解质溶液

确定原电池的正极和负极，若电解质溶液为酸或不活泼金属的盐溶液，则活泼金属作负极，不活泼金属或石墨作正极。(2)确定电极上反应的物质

若负极为活泼金属，则金属被氧化生成金属阳离子；正极上溶液中阳离子得电子被还原，大多析出H2

或不活泼金属。(3)书写电极(或电池)反应式结合原子守恒和得失电子守恒写出电板反应式，并根据正、负极反应确定电池总反应式。

(4)判断离子(或电子)的移动方向阳离子移向正极，阴离子移向负极；电子由负极经导线流向正极。

考向2电极判断和电极反应式书写

3.(2020年全国Ⅰ卷)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图所示，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()答案：D

4.二十大报告中提出要“持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是()A.该电池放电时质子从b电极经过内电路移向a电极B.电极a附近发生的反应为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋C.电极b附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－D.相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶12－===SO4

＋4H+，硫酸应当拆为离子形式，B

解析：放电时为原电池，质子向正极移动，a电极为负极，则该电池放电时质子从a电极移向b电极，A错误；a电极为负极，发生氧化反应，SO2

被氧化为硫酸，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－错误；酸性条件下，氧气得电子生成水，C错误；根据转移电子数相等可知，放电过程中消耗的SO2

和O2

的体积比为2∶1，D正确。

答案：D[归纳提升]1.原电池正、负极的判断

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。2.电极反应式的书写方法①直接书写②间接书写第一步，写出电池总反应式。第二步，写出电极的正极反应式。第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极考向3原电池原理的应用5.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下。由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A.a＞b＞c＞dC.d＞a＞b＞c

B.b＞c＞d＞aD.a＞b＞d＞c

解析：把四个实验从左到右分别编号为①②、③、④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a＞b；由实验②可知，活动性：b＞c；由实验③可知，d作原电池负极，c作正极，活动性：d＞c；由实验④可知，d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。

答案：C①不含盐桥②含盐桥6.设计原电池装置证明Fe3+的氧化性比Cu2+强。(1)写出能说明氧化性Fe3+大于Cu2+的离子方程式：____________________________________________________。(2)若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：①负极：_________________________________________。②正极：_______________________________________。(3)在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：①不含盐桥②含盐桥答案：(1)2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+(3)(2)①Cu－2e－===Cu2+②2Fe3+＋2e－===2Fe2+1.(2022年湖南卷)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是()B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑A.海水起电解质溶液作用C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D.该锂-海水电池属于一次电池解析：锂海水电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。M极上Li失去电子发生氧化反应，则M极为负极，电极反应为Li－e－===Li＋；N极为正极,电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应答案：B为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，A正确；N极为正极，电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑和O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，C正确；该电池不可充电，属于一次电池，D正确。A.充电时电极b是阴极B.放电时NaCl

溶液的pH减小C.放电时NaCl

溶液的浓度增大D.每生成1molCl2，电极a的质量理论上增加23g解析：由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，A错误；放电时的电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋可知，NaCl溶液的pH不变，B错误；放电时负极反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===答案：CNaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，反应后Na＋和Cl－浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，C正确；充电时阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a的质量理论上增加23g·mol－1×2mol＝46g，D错误。

答案：A4.(2022年辽宁卷