2024届高考化学一轮总复习第六章化学反应与能量第二节原电池化学电源课件

这是一份2024届高考化学一轮总复习第六章化学反应与能量第二节原电池化学电源课件，共53页。PPT课件主要包含了答案1×，化学能，氧化还原反应，闭合回路，答案B，答案C，答案D，＋2H2O－2e－，②间接书写，答案A等内容，欢迎下载使用。

[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 0.1 ml 电子时，负极
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
(1)定义：将_______转化为_____的装置。
(2)原电池的形成条件
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
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
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
(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。
(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
(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＋3H2O Fe(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(
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。
[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
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
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∶1
===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
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
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
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。
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
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：C
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：
答案：(1)2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
(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
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 1 ml Cl2，电极a的质量理论上增加 23 g
　　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－===
NaTi2(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1 ml Cl2，电极a的质量理论上增加 23 g·ml－1×2 ml＝46 g，D错误。
4.(2022 年辽宁卷)某储能电池原理如图所示。下列说法正
　　解析：放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，A正确；阴离子移向负极，Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，B错误；正极的电极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，则放电时每转移1 ml电子，理论上CCl4释放0.5 ml Cl2，C错误；充电过程中，阳极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液的浓度减小，D错误。
5.(2021 年广东卷)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