《高考备考指南 理科综合 化学》课件-第6章 第2节 考点1

化学反应与能量第六章第二节原电池化学电源考纲解读

考纲要求备考指南真题追踪命题趋势1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。2016·全国卷Ⅱ11，全国卷Ⅲ11；2015·全国卷Ⅰ11，全国卷Ⅱ26；2014·全国卷Ⅱ12；2013·全国卷Ⅰ10、27、28，全国卷Ⅱ11预计2018年高考本部分知识有变“热”的趋势，题目将更加新颖。复习备考时注重实物图分析、新型电池分析、电解池与原电池的联系以及依据原电池工作原理并结合氧化还原反应知识熟练掌握电极反应式的书写方法。考点1原电池工作原理及其应用栏目导航01夯实考点02考点突破夯实考点11．原电池概念及其形成条件(1)概念把______能转化为______能的装置。(2)原电池构成条件①有两个____________的电极(常见为金属或石墨)。②将电极插入____________中。③两电极间构成____________(两电极接触或用导线连接)。④能自发发生氧化还原反应。【知识梳理】化学电活泼性不同电解质溶液闭合回路2．工作原理(以铜—锌原电池为例)简单原电池带盐桥的原电池电极材料____________电极反应_________________________________反应类型___________________电子流向、离子移向外电路中，电子由______沿导线方向流向_____；内电路中，电解质溶液中阳离子移向______，阴离子移向______电池反应方程式________________________锌片铜片Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu氧化反应还原反应锌片铜片正极负极Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

简单原电池带盐桥的原电池不同点Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极(

)(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强(

)(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应(

)(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长(

)【思维深化】(5)任何氧化还原反应均可设计成原电池(

)(6)放热反应通过一定的装置可以由化学能变为电能，构成原电池(

)(7)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(

)(8)原电池放电时，电流方向由电源的负极流向正极(

)【答案】(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×

(6)×

(7)×

(8)×(2)若将甲装置中的铜换成锌片(其他的均不改变)，则甲装置________(填“能”或“不能”)将化学能转化为电能。(3)实验表明，甲乙两烧杯中反应速率是不相同的，其中反应速率较快的装置是________，原因是________________________________。【答案】(1)Zn－2e－===Zn2＋

2H＋＋2e－===H2↑(2)不能(3)甲形成原电池后能加快反应速率

考点突破21．下列有关电化学知识的描述正确的是(

)A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池【答案】D原电池原理★★★★2．(2015·天津卷，4)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判断原电池正、负极的5种方法3．(2016·江苏宿迁模拟)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述正确的是(

)A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===CuD．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子原电池电极反应式的书写★★★★C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋【答案】C

【解析】该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋；电极Ⅱ为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。4．[2015·全国卷Ⅱ，26(1)(2)]酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。(1)该电池的正极反应式为_____________________________________，电池反应的离子方程式为________________________________________。(2)维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________g。(已知F＝96500C·mol－1)【答案】(1)MnO2＋e－＋H＋===MnOOH

Zn＋2MnO2＋2H＋===Zn2＋＋2MnOOH

(2)0.05“三步”完成电极反应式的书写5．X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下反应：①Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡；②M、N为电极，与N的盐溶液组成原电池，电子从M极流出，经过外电路，流入N极；③Z＋2H2O(冷水)===Z(OH)2＋H2↑；④水溶液中，X＋Y2＋===X2＋＋Y。则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为(

)A．Z＞X＞Y＞M＞N

B．Z＞Y＞X＞M＞NC．Z＞X＞Y＞N＞M D．X＞Y＞M＞N＞Z原电池的应用★★★★【答案】A

【解析】①Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡，证明M为原电池的正极，所以活动性：Y＞M；②在原电池反应中，电子流出的电极为负极，电子流入的电极为正极，由于电子从M极流出，经过外电路流入N极，所以活动性：M＞N；③Z＋2H2O(冷水)===Z(OH)2＋H2↑，证明Z的活动性很强，是题目提供的所有的元素中最强的；④水溶液中，X＋Y2＋===X2＋＋Y，则证明活动性：X＞Y。所以这五种金属的活动性由强到弱的顺序为Z＞X＞Y＞M＞N。(2)发生氧化反应的电极反应式为______________________________________。(3)反应达到平衡时，外电路导线中________(填“有”或“无”)电流通过。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为________(填“正”或“负”)极。【答案】(1)如下图所示(2)2I－－2e－===I2

(3)无(4)负【解析】(1)先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负极区电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，I－失电子。(3)反应达到平衡时，无电子流动，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时FeCl2溶液失电子，变成负极。原电池原理的四大应用(1)比较金属的活动性强弱。原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属)作正极。如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，则可以判断金属活动性：A＞B。(2)加快氧化还原反应速率。一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。如在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。(3)用于金属的保护。使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。(4)设计原电池。设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件：①必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。②根据氧化还原关系找出正负极材料(负极是失电子的物质，正极用比负极活动性差的金属，也可以用石墨)及电解质溶液。a．电极材料的选择：选择活动性较强的金属作负极(通常跟电解质溶液反应)；活动性较弱的金属或非金属作正极，