一轮复习原电池原理完整省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第八单元化学反应及能量第八单元化学反应及能量原原 电电 池池第1页知识框图第八单元第八单元 电化学知识框图电化学知识框图第2页第八单元第八单元 电化学知识框图电化学知识框图第3页考纲导学考考纲纲要求要求命命题预测题预测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
2、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4页一原电池工作原理一原电池工作原理【知识梳理】1原电池原电池把把_转化为转化为_装置。装置。2形成条件形成条件(1)两个电极由两种两个电极由两种_不一样金属或由不一样金属或由_材料材料(非金属或一些氧化物等非金属或一些氧化物等)组成。组成。(2)电解质溶液。电解质溶液。(3)形成闭合回路。形成闭合回路。化学能化学能电能电能金属活动性金属活动性金属和其它导电金属和其它导电 本质条件:能自发进行氧化还原反应本质条件:能自发进行氧化还原反应探究点一原电池探究点一原电池第5页ABCDEFMN1.以下哪几个装置能形成原电
3、池?以下哪几个装置能形成原电池?VXVVXXXV习题:习题:第6页3原电池两极原电池两极负极:活泼性负极:活泼性_金属,发生金属,发生_反应。反应。正极:活泼性正极:活泼性_金属或导体,发生金属或导体,发生_反应。反应。4电极反应式书写和电子移动方向电极反应式书写和电子移动方向(如图如图201)强强氧化氧化弱弱还原还原第7页(1)电极反应式电极反应式负极:负极:_,电极反应式:,电极反应式:_。正极:正极:_,电极反应式:,电极反应式:_。电池反应:电池反应:_。(2)电子移动方向电子移动方向电子由电子由_释放,经释放,经_沿导线流入沿导线流入_,电解质溶液中电解质溶液中_移向正极,在其表面得
4、电子被移向正极,在其表面得电子被_,形成一个闭合回路。,形成一个闭合回路。Zn片片Cu片片ZnCu2=Zn2Cu负负极极外外电电路路正极正极阳离子阳离子还还原原此电池优点:此电池优点:能产生连续、稳定电流。能产生连续、稳定电流。盐桥作用:盐桥作用:(1 1)使整个装置组成通路,)使整个装置组成通路,代替两溶液直接接触。代替两溶液直接接触。(2)平衡电荷。)平衡电荷。第8页在整个装置电流回路中,在整个装置电流回路中,溶液中电流通路是溶液中电流通路是靠离靠离子迁移完成子迁移完成。ZnZn失去电失去电子形成子形成ZnZn2+2+进入进入ZnSOZnSO4 4溶液,溶液,ZnSOZnSO4 4溶液因溶
5、液因ZnZn2+2+增多而带增多而带正电荷。同时,正电荷。同时,CuSOCuSO4 4则则因为因为CuCu2+2+变为变为Cu Cu,使得,使得 SOSO4 42-2-相对较多而带负电荷相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性,。溶液不保持电中性,这两种原因均会阻止电这两种原因均会阻止电子从锌片流向铜片,造子从锌片流向铜片,造成电流中止。成电流中止。第9页 因为盐桥(如因为盐桥(如KClKCl)存在,其中阴离子存在,其中阴离子ClCl-向向ZnSOZnSO4 4溶液扩散和迁移,溶液扩散和迁移,阳离子阳离子K K+则向则向CuSOCuSO4 4溶液溶液扩散和迁移,分别中和扩散和迁移,分别中和过剩电荷
6、,保持溶液电过剩电荷,保持溶液电中性,因而放电作用不中性,因而放电作用不间断地进行,一直到锌间断地进行,一直到锌片全部溶解或片全部溶解或 CuSO CuSO4 4溶液溶液中中 Cu Cu2+2+几乎完全沉淀下几乎完全沉淀下来。来。若电解质溶液与若电解质溶液与KClKCl溶液反应产生沉淀,可溶液反应产生沉淀,可用用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作盐桥。作盐桥。第10页电解质溶液和电极材料选择电解质溶液和电极材料选择活泼性不一样活泼性不一样 两种金属。两种金属。如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极金属和非金属。金属和非金属。如锌锰干电池,锌作负极,石墨
7、棒作正极如锌锰干电池,锌作负极,石墨棒作正极金属和化合物。金属和化合物。如铅蓄电池,铅版作负极,如铅蓄电池,铅版作负极,PbO2作正极作正极惰性电极。惰性电极。如氢氧燃料电池中,两根电极均可用如氢氧燃料电池中,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,半反应分别在两个烧杯中进行,则左右两个烧杯中电则左右两个烧杯中电解质溶液应解质溶液应 与电极材料含有相同阳离子。与电极材料含有相同阳离子。第11页与与原原 电电 池池 相关概念相关概念1.电路:电路:外电路外电路
8、内电路内电路电子流向:电子流向:电流方向:电流方向:阴离子:阴离子:阳离子阳离子;2.电极:电极:正极:正极:负极:负极:3.电极反应式:电极反应式:正极:正极:负极:负极:4.总反应式:总反应式:Zn+2H+Zn2+H2负极流向正极负极流向正极正极流向负极正极流向负极向负极移动向负极移动向正极移动向正极移动电子流出一极电子流出一极电子流入一极电子流入一极Zn2e-Zn2+2H+2e-H2第12页请依据氧化还原反应请依据氧化还原反应:Cu+2 Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池。设计成原电池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案?Cu Cu 2e =Cu2+比比Cu不活泼金属或石墨不活泼金属
9、或石墨2Fe3+2e =2Fe2+Fe2(SO4)3、FeCl3等等负极:负极:正极:正极:电解质溶液:电解质溶液:若是采取烧杯和盐桥装置图,采取电解质溶液又是什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。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(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、组成原电池正极和负极必须是两种不一样金属一样金属B、原电池是将化学能转变为电能装置、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、原电池中电子流出一极是负极,该极被还原被还原D、原电池放电时,电流方向是从负极到、原电池
10、放电时,电流方向是从负极到正极正极B B第14页原电池电极判断和电极方程式书写原电池电极判断和电极方程式书写原电池正负极判断原电池正负极判断第15页原电池正负极判断方法原电池正负极判断方法 微观判断微观判断 (依据电子(依据电子 流动方向流动方向)电子流出极电子流出极电子流入极电子流入极负极负极正极正极 较活泼电极材料较活泼电极材料较不活泼电极材料较不活泼电极材料 质量增加电极质量增加电极工作后工作后 质量降低电极质量降低电极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后,有气泡冒出电极为正极工作后,有气泡冒出电极为正极发生氧化反应极发生氧化反应极发生还原反应极发生还原反应极宏观判断宏观判断:依据电极
11、材料依据电极材料依据原电池电极依据原电池电极 发生反应发生反应依据电极增重还是减重依据电极增重还是减重依据电极有气泡冒出:依据电极有气泡冒出:负极负极正极正极第16页第17页第18页 拓展练习拓展练习(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到 现象。现象。两极反应式为:正极两极反应式为:正极 ;负极负极 。该装置将该装置将 能转化为能转化为 能。能。(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为则负极为 ,总反应方程为总反应方程为 。镁逐步溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转;镁逐步溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转;Al+4O
12、H3e=AlO2-+2H2OMg2e=Mg2+化学能化学能电能电能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2第19页例例1广东卷广东卷铜锌原电池铜锌原电池(如图如图204)工作时,以下工作时,以下叙述正确是叙述正确是()【典例精析】【典例精析】BCA正极反应为正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为电池反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中,电子从负极流向正极在外电路中,电子从负极流向正极D盐桥中盐桥中K移向移向ZnSO4溶液溶液第20页宁夏卷宁夏卷依据图依据图205可判断出以下离子方程可判断出以下离子方程式中错误是式中错误是()A第21页探究点二化学电源探究点二化学电源【知识梳
13、理】1一次一次电电池池碱性碱性锌锌锰锰干干电电池池电电池反池反应应:Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2负负极:极:_,正极:,正极:_,电电解解质质:KOH。负负极反极反应应:_。正极反正极反应应:_。ZnMnO2Zn2OH2e=Zn(OH)2第22页第23页 3燃料电池燃料电池 (1)燃料电池与前几个电池差异:燃料电池与前几个电池差异:氧化剂与还原剂氧化剂与还原剂在工作时在工作时 ;反应产物反应产物 ;能量能量转化率高转化率高(超出超出80%),普通只有,普通只有30%,有利于节约能源。,有利于节约能源。(2)氢氧燃料电池氢氧燃料电池 酸性电解质酸性电解质 负极:负极:;正极
14、:正极:;总反应:总反应:。不停补充不停补充不停排出不停排出 第24页碱性电解质碱性电解质负极:负极:;正极:正极:;总反应:总反应:。第25页【关键点深化】【关键点深化】1二次二次电电池和燃料池和燃料电电池几个注意事池几个注意事项项 (1)可充可充电电电电池池(二次二次电电池池)充充电时电时,电电池正极接池正极接电电源正源正极,极,电电池池负负极接极接电电源源负负极。极。(2)可充可充电电电电池池(二次二次电电池池)放放电时负电时负极极发发生氧化反生氧化反应应,充充电时该电时该极极(阴极阴极)发发生生还还原反原反应应;放;放电时电时正极正极发发生生还还原反原反应应,充,充电时该电时该极极(阳
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