大單元四　第十章　第40講　原電池　常見化學(xué)電源-2025年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義人教版

第40講原電池常見化學(xué)電源[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.理解原電池的工作原理。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3.能夠書寫常見化學(xué)電源的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式?？键c(diǎn)一原電池的工作原理1．概念原電池是把________能轉(zhuǎn)化為____能的裝置。2．構(gòu)成條件3．構(gòu)建原電池模型(以鋅銅原電池為例)鹽橋的組成和作用(1)鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，離子可在其中自由移動。(2)鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，__________________________________________________；b．____________，使原電池不斷產(chǎn)生電流。(3)鹽橋中離子移向：陰離子移向______，陽離子移向______。1．鹽橋是所有原電池構(gòu)成的必要條件()2．原電池內(nèi)部電解質(zhì)中的陰離子一定移向負(fù)極，陽離子一定移向正極()3．構(gòu)成原電池兩極的電極材料一定是活潑性不同的金屬()4．原電池中負(fù)極失去電子的總數(shù)一定等于正極得到電子的總數(shù)()5．使用鹽橋可以提高電池的效率()6．圖1能驗(yàn)證鋅與硫酸銅反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移()7．圖2能實(shí)現(xiàn)Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑()一、原電池的構(gòu)成及工作原理1．構(gòu)成原電池的條件有很多，當(dāng)電解質(zhì)中某離子的濃度越大時其氧化性或還原性越強(qiáng)。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(1)電極A作____極，電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)電極B作____極，電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)硝酸根離子移向_______(填“A”或“B”)極。(4)由此得出的結(jié)論是，原電池反應(yīng)發(fā)生的條件不僅與電極材料和電解質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，還與電解質(zhì)的______有關(guān)。2．控制合適的條件，可使反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向不同的方向進(jìn)行，改變電極反應(yīng)。(1)反應(yīng)開始時，乙中石墨電極的名稱：______，反應(yīng)類型：__________；甲池中發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_________________________________________________________________。(2)一段時間后，電流表讀數(shù)為零后，在甲中加入FeCl2固體，則乙中的石墨作________(填“正”或“負(fù)”)極，該電極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________________________________________________________________。二、原電池原理的應(yīng)用3．根據(jù)下圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)=Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)=2Ag(s)＋Co2＋(aq)4．根據(jù)反應(yīng)2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2設(shè)計(jì)原電池，在方框中畫出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液，寫出電極反應(yīng)式：①不含鹽橋②含鹽橋負(fù)極：________________________正極：________________________原電池原理的四大應(yīng)用(1)比較金屬的活動性，在原電池中，一般較活潑的金屬作負(fù)極(注意電解質(zhì)溶液對電極反應(yīng)的影響)。(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率，創(chuàng)造多個微電池反應(yīng)環(huán)境，可加快反應(yīng)(腐蝕)速率。(3)應(yīng)用于金屬防護(hù)。(4)設(shè)計(jì)原電池。①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。②根據(jù)原電池反應(yīng)的特點(diǎn)，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液?？键c(diǎn)二常見化學(xué)電源1．一次電池負(fù)極反應(yīng)式：_______________________________________；正極反應(yīng)式：______________________________________；總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2負(fù)極反應(yīng)式：_______________________________________；正極反應(yīng)式：______________________________________；總反應(yīng)：Zn＋Ag2O=ZnO＋2Ag2.二次電池鉛酸蓄電池是最常見的二次電池，總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O。(1)放電時：負(fù)極反應(yīng)式：____________________________________________________________；正極反應(yīng)式：____________________________________________________________。放電時，當(dāng)外電路上有2mole－通過時，溶液中消耗H2SO4____mol。(2)充電時：陰極反應(yīng)式：____________________________________________________________；陽極反應(yīng)式：____________________________________________________________。充電一段時間電解質(zhì)溶液的pH__________(填“增大”“減小”或“不變”)。提醒充電時電極的連接，負(fù)接負(fù)作陰極，正接正作陽極。3．燃料電池(1)氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，常見的燃料除H2外，還有CO、水煤氣(CO和H2)、烴類(如CH4)、醇類(如CH3OH)、醚類(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如無特別提示，燃料電池反應(yīng)原理類似于燃料的燃燒。(2)燃料電池的電解質(zhì)常有四種類型：酸性條件、堿性條件、固體電解質(zhì)(可傳導(dǎo)O2－)、熔融碳酸鹽，不同電解質(zhì)會對總反應(yīng)式、電極反應(yīng)式有影響。(3)以甲醇為燃料，寫出下列介質(zhì)中的電極反應(yīng)式。①酸性溶液(或含質(zhì)子交換膜)正極：________________________________________________________________________，負(fù)極：________________________________________________________________________。②堿性溶液正極：________________________________________________________________________，負(fù)極：________________________________________________________________________。③固體氧化物(其中O2－可以在固體介質(zhì)中自由移動)正極：________________________________________________________________________，負(fù)極：________________________________________________________________________。④熔融碳酸鹽(COeq\o\al(2－,3))正極(通入CO2)：______________________________________________________________，負(fù)極：________________________________________________________________________。1．干電池根據(jù)電池內(nèi)的電解質(zhì)分為酸性電池和堿性電池()2．手機(jī)、電腦中使用的鋰離子電池屬于一次電池()3．鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘的資源有限，價格昂貴()4．鉛酸蓄電池放電時，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加()5．二次電池充電時，陰極連接電源的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)()6．鉛酸蓄電池放電時的負(fù)極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應(yīng)()7．燃料電池工作時燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能()8．在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定發(fā)生氧化反應(yīng)()一、多樣化的燃料電池1．燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4、C2H6等)與氧氣(或空氣)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液，下列關(guān)于乙烷(C2H6)燃料電池的說法正確的是()A．通入5.6LO2完全反應(yīng)后，有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移B．負(fù)極反應(yīng)式：C2H6＋18OH－＋14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2OC．該電池工作時，正極附近溶液的堿性增強(qiáng)D．燃料電池的優(yōu)點(diǎn)之一是燃料反應(yīng)時化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能2.如圖所示是一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料，氧氣為氧化劑，某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該固體氧化物電解質(zhì)的工作溫度在700～900℃時，O2－可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動，反應(yīng)產(chǎn)物均為無毒無害的物質(zhì)。下列說法正確的是()A．電池內(nèi)的O2－由電極乙移向電極甲B．電池總反應(yīng)為N2H4＋2O2=2NO＋2H2OC．當(dāng)電極甲上有1molN2H4消耗時，電極乙上有22.4LO2參與反應(yīng)D．電池外電路的電子由電極乙移向電極甲二、電極反應(yīng)式的書寫3．有如圖所示的四個裝置，回答相關(guān)問題：(1)圖①中，Mg作________極。(2)圖②中，Mg作______極，寫出負(fù)極反應(yīng)式：____________________________________，正極反應(yīng)式：_________________________________________________________________，總反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖③中，F(xiàn)e作__________極，寫出負(fù)極反應(yīng)式：__________________________，正極反應(yīng)式：___________________________________________________________________________，總反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)圖④裝置能否構(gòu)成原電池？______(填“能”或“否”)，若能構(gòu)成原電池，正極為__________，電極反應(yīng)式為_______________________________________________________(若不能構(gòu)成原電池，后兩問不用回答)。4．根據(jù)電池反應(yīng)書寫電極反應(yīng)式。(1)堿性鐵電池的電池反應(yīng)為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________________________________，正極反應(yīng)式：__________________________________________________________________。(2)一種鋰電池的反應(yīng)為CoO2＋LiC6=LiCoO2＋C6，Li原子嵌入電池負(fù)極材料碳(C6)中。負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________________________________，正極反應(yīng)式：__________________________________________________________________。(3)Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式：2AgCl＋Mg=Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________________________________，正極反應(yīng)式：__________________________________________________________________。(1)電極反應(yīng)式書寫的一般方法(2)已知總反應(yīng)式的復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫方法①首先寫出較簡單的電極反應(yīng)式。②復(fù)雜電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－簡單電極反應(yīng)式。③注意電子守恒。1.(2023·海南，8)利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說法正確的是()