原電池公開課課件

原電池化學電源2014屆高考化學一輪復習原電池化學電源2014屆高考化學一輪復習1§1原電池§2化學電源§4金屬的電化學腐蝕與防護電化學基礎§3電解池氧化還原反應化學能轉(zhuǎn)化為電能，自發(fā)進行電能轉(zhuǎn)化為化學能，外界能量推動知識結(jié)構(gòu)§1原電池§2化學電源§4金屬的電化學腐蝕與防護電化學基礎§2《必修2》P40《化學反應原理》P13【回歸課本1】《必修2》P40《化學反應原理》P13【回歸課本1】3D【熱身訓練】D【熱身訓練】4(4)形成

。由氧化劑和導體構(gòu)成

極系統(tǒng)。(1)能自發(fā)地發(fā)生

。負正閉合回路氧化還原反應一、原電池1.概念：把化學能轉(zhuǎn)化為

的裝置。電能2.原電池的構(gòu)成條件(2)電解質(zhì)溶液(構(gòu)成電路或參加反應)。(3)由還原劑和導體構(gòu)成

極系統(tǒng)，【知識掃描一】(4)形成。由氧化劑53．工作原理：(以鋅—銅原電池為例)鹽橋作用?(-)Zn-2e-=Zn2+(+)Cu2++2e-=Cu形成閉合回路；平衡電荷3．工作原理：(以鋅—銅原電池為例)鹽橋作用?(-)Zn-26稀硫酸CFeA①食鹽水FeCA②CuZn硫酸銅溶液③④⑤判斷下列原電池的電極并寫出電極反應式稀硫酸CFeA①食鹽水FeCA②CuZn硫酸銅溶液③④⑤判斷7判斷下列原電池正負極（1）（2）（3）（4）【小試身手1】負極負極負極負極判斷下列原電池正負極（1）（2）（3）（4）【小試身手1】負8鐵及鐵的化合物應用廣泛,如FeCl3可用作催化劑?印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等?(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式____________________________?

2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+

【小試身手2】設計原電池鐵及鐵的化合物應用廣泛,如FeCl3可用作催化劑?印刷電路銅9(2)若將(1)中2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+反應設計成原電池,請畫出原電池的裝置圖,標出正?負極,并寫出電極反應式?正極反應______________________,負極反應_______________________?2Fe3++2e-==2Fe2+Cu-2e-==Cu2+(2)若將(1)中2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+反10普通干電池充電干電池筆記本電腦專用電池手機電池普通干電池充電干電池筆記本電腦手機電池11二、常見的化學電源1．一次電池(以堿性鋅錳電池為例)總反應為：Zn＋2MnO2＋2H2O==2MnOOH＋Zn(OH)2負極：正極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)22MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－【知識掃描二】二、常見的化學電源Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)212Pb

PbO2

PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O

Pb－2e－＋SO===PbSO4

PbPbO2PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===Pb13已知電池反應寫電極方程式的方法：1、標電子轉(zhuǎn)移，判斷正負極對應產(chǎn)物；2、抄寫還原劑-氧化產(chǎn)物，失去電子數(shù)方法一：直接書寫較難時，可選擇書寫容易3、守恒配平；一極，另一極用相減法得到；方法二：注意電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；注意電解液環(huán)境已知電池反應寫電極方程式的方法：1、標電子轉(zhuǎn)移，判斷正負極對14二次電池鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有關該電池的說法正確的是()

A．電池的電解液為堿性溶液，負極為Ni2O3、B．電池放電時，負極反應為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2C．電池放電過程中，正極附近溶液的pH降低D．電池充電時，陽極反應為:2Ni(OH)2＋2OH－+2e－=Ni2O3＋3H2OB【小試身手3】二次電池鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：Fe＋15介質(zhì)電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負極正極中性負極

正極堿性負極正極2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-要充分考慮電極反應后產(chǎn)物所處的介質(zhì)----電解質(zhì)環(huán)境，應將電解質(zhì)溶液中參與電極反應的粒子寫進電極反應式。要點突破介質(zhì)電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O酸性負極正極中16介質(zhì)電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O

負極正極負極

正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

電極反應式的書寫（固體燃料電池）要點突破介質(zhì)電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O負極正極負極17練習1:

據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電.試寫出該電池放電時的電極反應和總反應式.試寫乙醇作燃料，KOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池的電極反應和總反應．

燃燒反應式2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O電池總反應2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O負極:2CH3OH－12e－＋

16OH

－＝2CO32－＋12H2O正極:3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－電極反應式的書寫（燃料電池）要點突破練習1:據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以18[特別提醒](1)書寫電極反應式時，注意介質(zhì)是否參加反應。堿性介質(zhì)的電極反應中不能出現(xiàn)H＋，酸性介質(zhì)的電極反應中不能出現(xiàn)OH－。(2)燃料電池的正極(O2作氧化劑)反應式一般為：①酸性條件：O2＋4e－＋4H＋===2H2O②堿性或中性條件：O2＋4e－＋2H2O===4OH－③高溫無水固體電解質(zhì)：O2＋4e－===2O2－[特別提醒](1)書寫電極反應式時，注意介質(zhì)是否參加反應。19【2010江蘇卷】右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是

A．該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化

B．裝置Y負極的電極反應式：

C．裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生

D．裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能完全轉(zhuǎn)化c【小試身手4】【2010江蘇卷】右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下20

(2010·全國卷Ⅰ)如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個電極由有機光敏燃料(S)涂覆在納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應為：【觸摸高考1】 (2010·全國卷Ⅰ)如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖21下列關于該電池敘述錯誤的是 ()。A．電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．電池工作時，I－離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電C．電池中鍍鉑導電玻璃為正極D．電池的電解質(zhì)溶液中I－和I3-的濃度不會減少B下列關于該電池敘述錯誤的是 ()。B22.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為：2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe有關該電池的下列中，正確的是()A.Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為+1價B.該電池的反應式為：2Li+FeS＝Li2S+FeC.負極的電極反應式為:Al-3e-=Al3+[來D.充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為：（2010浙江）【觸摸高考2】B.23【2012四川?11】一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：CH3CH2OH－4e－+H2O=CH3COOH+4H＋。下列有關說法正確的是A．檢測時，電解質(zhì)溶液中的H+向負極移動B．正極上發(fā)生的反應為：O2+4e－+2H2O=4OH－C．電池反應的化學方程式為：2CH3CH2OH+O2=2CH3COOH+2H2OD．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣【觸摸高考3】C【2012四川?11】一種基于酸性燃料電池原理設計的【觸摸高242011年4月19日至28日，以“創(chuàng)新·未來”為主題的第十四屆上海國際車展在浦東新國際博覽中心舉行。車展期間，新一代電動汽車因其“技術(shù)含量高”“節(jié)能環(huán)?！倍妒荜P注。液態(tài)鋰離子電池是一種被采用的車載電池，該電池的電極反應如下：6C＋xLi＋＋xe－=LixC6;LiNiO2－xe－=Li1－x

NiO2＋xLi＋。則有關該電池的下列說法中正確的是()A．放電時，電子從正極流向電源的負極B．放電時，Li＋向負極移動C．該電池的總反應為LiNiO2＋6CLi1－x

NiO2＋LixC6D．充電時，陽極發(fā)生的電極反應為Li1－x

NiO2＋xLi＋＋xe－=LiNiO2C2011年4月19日至28日，以“創(chuàng)新·未來”為主題的第十四25高考真題

【2012全國高考Ⅱ卷26題】（4）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。與MnO2-Zn電池類似，K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為

，該電池總反應的離子方程式為

。FeO42—+3e—+4H2O=Fe(OH)3+5OH—2FeO42—+8H2O+3Zn=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH—注：Fe(OH)3、Zn(OH)2寫成氧化物等其他形式且正確也給分。答案：高考真題【2012全國高考Ⅱ卷26題】FeO42—+326已知反應AsO43－+2I－+2H+

AsO３3－+I2+H2O是可逆反應．設計如圖裝置，進行下述操作：(Ⅰ)向(B)燒杯中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)微安培表指針偏轉(zhuǎn)；(Ⅱ)若改往(B)燒杯中滴加40％NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)微安培表指針向前述相反方向偏轉(zhuǎn)．試回答：(1)兩次操作過程中指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)?答：

。(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么會相反?試用平衡移動原理解釋此現(xiàn)象．答：____________________________________________________。(3)(Ⅰ)操作過程中C1棒上發(fā)生的反應為

。(4)(Ⅱ)操作過程中C2棒上發(fā)生的反應為

。

兩次操作都能形成原電池，指針偏轉(zhuǎn)是由于電子流過電流表

B中加鹽酸，AsO43—發(fā)生得電子反應為正極；而當加入NaOH后，AsO33—發(fā)生失電子反應，為負極；2I——2e—=I2

AsO33——2e—+2OH－=AsO43—+H2O(5)原電池原理的綜合應用原電池原理應用：已知反應AsO43－+2I－+2H+A27【課堂小結(jié)】2.內(nèi)電路:一般地，陽離子,看電流

陰離子,看電子一.原電池及其工作原理：e-1.外電路:負極正極二.化學電源關注“綠色能源”，開發(fā)利用新能源【課堂小結(jié)】2.內(nèi)電路:一般地，陽離子,看電流一.原電池及28回收有關資料顯示：一節(jié)電池產(chǎn)生的有害物質(zhì)能污染60萬升水，等于一個人一生的飲水量：一節(jié)爛在地里的一號電池能吞噬一平方米土地，并可造成永久性公害??！回收有關資料顯示：一節(jié)電池產(chǎn)生的有害物質(zhì)能污染60萬升水，等29原電池化學電源2014屆高考化學一輪復習原電池化學電源2014屆高考化學一輪復習30§1原電池§2化學電源§4金屬的電化學腐蝕與防護電化學基礎§3電解池氧化還原反應化學能轉(zhuǎn)化為電能，自發(fā)進行電能轉(zhuǎn)化為化學能，外界能量推動知識結(jié)構(gòu)§1原電池§2化學電源§4金屬的電化學腐蝕與防護電化學基礎§31《必修2》P40《化學反應原理》P13【回歸課本1】《必修2》P40《化學反應原理》P13【回歸課本1】32D【熱身訓練】D【熱身訓練】33(4)形成

。由氧化劑和導體構(gòu)成

極系統(tǒng)。(1)能自發(fā)地發(fā)生

。負正閉合回路氧化還原反應一、原電池1.概念：把化學能轉(zhuǎn)化為

的裝置。電能2.原電池的構(gòu)成條件(2)電解質(zhì)溶液(構(gòu)成電路或參加反應)。(3)由還原劑和導體構(gòu)成

極系統(tǒng)，【知識掃描一】(4)形成。由氧化劑343．工作原理：(以鋅—銅原電池為例)鹽橋作用?(-)Zn-2e-=Zn2+(+)Cu2++2e-=Cu形成閉合回路；平衡電荷3．工作原理：(以鋅—銅原電池為例)鹽橋作用?(-)Zn-235稀硫酸CFeA①食鹽水FeCA②CuZn硫酸銅溶液③④⑤判斷下列原電池的電極并寫出電極反應式稀硫酸CFeA①食鹽水FeCA②CuZn硫酸銅溶液③④⑤判斷36判斷下列原電池正負極（1）（2）（3）（4）【小試身手1】負極負極負極負極判斷下列原電池正負極（1）（2）（3）（4）【小試身手1】負37鐵及鐵的化合物應用廣泛,如FeCl3可用作催化劑?印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等?(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式____________________________?

2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+

【小試身手2】設計原電池鐵及鐵的化合物應用廣泛,如FeCl3可用作催化劑?印刷電路銅38(2)若將(1)中2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+反應設計成原電池,請畫出原電池的裝置圖,標出正?負極,并寫出電極反應式?正極反應______________________,負極反應_______________________?2Fe3++2e-==2Fe2+Cu-2e-==Cu2+(2)若將(1)中2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+反39普通干電池充電干電池筆記本電腦專用電池手機電池普通干電池充電干電池筆記本電腦手機電池40二、常見的化學電源1．一次電池(以堿性鋅錳電池為例)總反應為：Zn＋2MnO2＋2H2O==2MnOOH＋Zn(OH)2負極：正極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)22MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－【知識掃描二】二、常見的化學電源Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)241Pb

PbO2

PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O

Pb－2e－＋SO===PbSO4

PbPbO2PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===Pb42已知電池反應寫電極方程式的方法：1、標電子轉(zhuǎn)移，判斷正負極對應產(chǎn)物；2、抄寫還原劑-氧化產(chǎn)物，失去電子數(shù)方法一：直接書寫較難時，可選擇書寫容易3、守恒配平；一極，另一極用相減法得到；方法二：注意電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；注意電解液環(huán)境已知電池反應寫電極方程式的方法：1、標電子轉(zhuǎn)移，判斷正負極對43二次電池鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有關該電池的說法正確的是()

A．電池的電解液為堿性溶液，負極為Ni2O3、B．電池放電時，負極反應為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2C．電池放電過程中，正極附近溶液的pH降低D．電池充電時，陽極反應為:2Ni(OH)2＋2OH－+2e－=Ni2O3＋3H2OB【小試身手3】二次電池鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：Fe＋44介質(zhì)電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負極正極中性負極

正極堿性負極正極2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-要充分考慮電極反應后產(chǎn)物所處的介質(zhì)----電解質(zhì)環(huán)境，應將電解質(zhì)溶液中參與電極反應的粒子寫進電極反應式。要點突破介質(zhì)電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O酸性負極正極中45介質(zhì)電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O

負極正極負極

正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

電極反應式的書寫（固體燃料電池）要點突破介質(zhì)電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O負極正極負極46練習1:

據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電.試寫出該電池放電時的電極反應和總反應式.試寫乙醇作燃料，KOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池的電極反應和總反應．

燃燒反應式2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O電池總反應2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O負極:2CH3OH－12e－＋

16OH

－＝2CO32－＋12H2O正極:3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－電極反應式的書寫（燃料電池）要點突破練習1:據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以47[特別提醒](1)書寫電極反應式時，注意介質(zhì)是否參加反應。堿性介質(zhì)的電極反應中不能出現(xiàn)H＋，酸性介質(zhì)的電極反應中不能出現(xiàn)OH－。(2)燃料電池的正極(O2作氧化劑)反應式一般為：①酸性條件：O2＋4e－＋4H＋===2H2O②堿性或中性條件：O2＋4e－＋2H2O===4OH－③高溫無水固體電解質(zhì)：O2＋4e－===2O2－[特別提醒](1)書寫電極反應式時，注意介質(zhì)是否參加反應。48【2010江蘇卷】右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是

A．該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化

B．裝置Y負極的電極反應式：

C．裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生

D．裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能完全轉(zhuǎn)化c【小試身手4】【2010江蘇卷】右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下49

(2010·全國卷Ⅰ)如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個電極由有機光敏燃料(S)涂覆在納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應為：【觸摸高考1】 (2010·全國卷Ⅰ)如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖50下列關于該電池敘述錯誤的是 ()。A．電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．電池工作時，I－離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電C．電池中鍍鉑導電玻璃為正極D．電池的電解質(zhì)溶液中I－和I3-的濃度不會減少B下列關于該電池敘述錯誤的是 ()。B51.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為：2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe有關該電池的下列中，正確的是()A.Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為+1價B.該電池的反應式為：2Li+FeS＝Li2S+FeC.負極的電極反應式為:Al-3e-=Al3+[來D.充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為：（2010浙江）【觸摸高考2】B.52【2012四川?11】一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：CH3CH2OH－4e－+H2O=CH3COOH+4H＋。下列有關說法正確的是A．檢測時，電解質(zhì)溶液中的H+向負極移動B．正極上發(fā)生的反應為：O2+4e－+2H2O=4OH－C．電池反應的化學方程式為：2CH3CH2OH+O2=2CH3COOH+2H2OD．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣【觸摸高考3】C【2012四川?11】一種基于酸性燃料電池原理設計的【觸摸高532011年4月19日至28日，以“創(chuàng)新·未來”為主題的第十四屆上海國際車展在浦東新國際博覽中心舉行。車展期間，新一代電動汽車因其“技術(shù)含量高”“節(jié)能環(huán)保”而倍受關注。液態(tài)鋰離子電池是一種被采用的車載電池，該電池的電極反應如下：6C＋xLi＋＋xe－=LixC6;LiNiO2－xe－=Li1－x

NiO2＋xLi＋。則有關該電池的下列說法中正確的是()A．放電時，電子從正極流向電源的負極B．放電時，Li＋向負極移動C．該電池的總反應為LiNiO2＋6CLi1－x

NiO2＋LixC6D．充電時，陽極發(fā)生的電極反應為Li1－x

NiO2＋xLi＋＋xe－=LiNiO2C2011年4月19日至28日，以“創(chuàng)新·未來”為主題的第十四54高考真題

【2012全國高考Ⅱ卷26題】（4）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。與MnO2-Zn電池類似，K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為