2023届高中化学一轮复习课件：原电池　化学电源

这是一份2023届高中化学一轮复习课件：原电池　化学电源，共49页。PPT课件主要包含了氧化还原，活泼性不同，电解质溶液，闭合回路，氧化反应，还原反应，电极材料等内容，欢迎下载使用。

高考评价要求1．以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理，能设计简单的原电池。2．体会研制新型电池的重要性。3．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。了解原电池及常见化学电源的工作原理。能利用相关信息分析化学电源的工作原理。能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如新型电池的开发。
考点　原电池的工作原理及其应用
1．原电池的概念：把______能转化为____能的装置，其本质是发生____________反应。2．原电池的构成条件(1)有两个____________的电极(一般为金属或能导电的非金属)。(2)将电极插入____________或熔融电解质中。(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。
3．原电池的工作原理(以铜­锌原电池为例)
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
　(1)原电池的正极和负极不仅与电极材料的性质有关，还与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定为负极的思维定式，如镁、铝、氢氧化钠溶液形成原电池，铝为负极。(2)盐桥的作用：使整个装置构成闭合回路，代替两溶液直接接触；平衡电荷，提高电池效率。
(2)加快化学反应速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。例如：在Zn与稀硫酸反应时加入少量 CuSO4 溶液，Zn置换出Cu，构成原电池，反应速率加快。(3)比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为________，而活动性弱的金属(或非金属导体)为________。
(4)用于金属的防护使被保护的金属制品作为原电池的________而得到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一锌块相连，使锌作为原电池的负极。
题组一　原电池的工作原理1．火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时(　　)A．负极上发生还原反应B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极D．将电能转化为化学能
2．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　)A．①②中Mg为负极，③④中Fe为负极B．②中Mg为正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
判断原电池正负极的五种方法
题组二　原电池原理的应用3．向两份过量的锌粉a、b中分别加入等量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是(　　)
4．有M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是(　　)A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞PC．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N
1．一次电池：放电后不可再充电的电池。以碱性锌锰电池为例：
负极：_____________________________；正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
　可充电电池充电时，电池的负极与外加电源的负极相连作为电解池的阴极；电池的正极与外加电源的正极相连作为电解池的阳极。
3．燃料电池：一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)燃料电池常用的燃料H2、CO、烃(如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、肼(N2H4)、氨、煤气等。(3)燃料电池常用的电解质①酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；②碱性电解质溶液，如NaOH溶液；③熔融氧化物；④熔融碳酸盐，如 K2CO3。
2．(2022·广东高三模拟)氢能源电池是目前研究的热点之一，一种可实现氢气循环利用的新型电池的放电工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)A．该装置化学能与电能之间的能量转化效率可达100%B．充电时，电极M连接电源的负极C．放电过程中 Na＋由左池通过交换膜向右池移动D．放电时，N极的电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O
4．(2021·湖北选择考模考)研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)A．加入HNO3降低了正极反应的活化能B．电池工作时正极区溶液的pH降低C．1 ml CH3CH2OH被完全氧化时有3 ml O2被还原D．负极反应为CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(1)解答燃料电池题目的思维模型
(2)解答燃料电池题目的几个关键点①要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
①图示装置为原电池，Li为负极，CO2在正极上发生反应；②CO2在正极上发生反应，最终产物为Li2CO3和C；*LiCO2、*CO、*LiC2O3为中间产物；　 ③Li较活泼，能与水发生反应；④“充电”按电解池的工作原理分析；⑤“放电”按原电池的工作原理分析，根据正极反应历程图示书写电极反应式，注意质量守恒、电子守恒、电荷守恒；⑥不能是反应物，也不能是最终生成物。
本题以新型化学电源“Li－CO2电池”设置情境，利用反应历程图示揭示物质的微观变化，将催化剂、电化学等知识巧妙地联系在一起，考查了原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写、中间产物的判断等。命题角度新颖，让考生认识、分析复杂电池的电化学原理的过程，并感受我国研发新型清洁能源电池的巨大成就，激发考生的爱国情怀。
A．活泼的钾负极替换成KSn合金是为了改善负极侧的枝晶问题B．电池的正极反应为4K＋＋3CO2＋4e－===2K2CO3＋CC．在碳纳米管正极表面引入羧酸根离子，可以使放电产物更易于可逆分解，降低充电过电位D．充电时，每生成3 ml CO2，阴极质量减少156 g
1．(2021·新高考湖南卷)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：下列说法错误的是(　　)A．放电时，N极为正极B．放电时，左侧贮液器中 ZnBr2的浓度不断减小C．充电时，M极的电极反应式为 Zn2＋＋2e－===ZnD．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
3. (2021·新高考河北卷)K-O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是(　　)A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水