第三讲化学能转化为电能——电池(编辑修改稿)

第三讲化学能转化为电能——电池(编辑修改稿)内容摘要：

能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 1． 加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。 例如，在 Zn与稀 H2SO4反应时加入少量 CuSO4溶液能使产生 H2的反应速率加快。 2． 比较金属活动性强弱 两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。 例如，有两种金属 a、 b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到 a溶解， b极上有气泡产生，则推测 a为负极， b为正极，则金属活动性 a＞ b。 必考点 50 原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 3． 用于金属的防护 使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。 例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池的负极。 4．设计电池，制造化学电源 如根据以下反应设计的原电池如下表所示： 原理 负极 正极 电解质 溶液 电极反应 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋ CuCl2 Cu C(Fe3＋ ) FeCl3 溶液 负极： Cu－ 2e－===Cu2＋ 正极： 2Fe3＋ ＋2e－ ===2Fe2＋ 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 5. 探究金属腐蚀的快慢规律 不同类型的腐蚀规律 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 【 典例 2】 (2020吉林期末质检 )实验发现， 298 K时，在 FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后， Fe3＋ 立即被还原成 Fe2＋。 某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如下图所示的原电池装置。 下列有关说法中正确的是 ( )。 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 A．该原电池的正极反应是： Zn—2e－ ===Zn2＋ B．左烧杯中溶液的红色逐渐退去 C．该电池铂电极上有气泡出现 D．该电池总反应为： 3Zn＋ 2Fe3＋ ===2Fe＋ 3Zn2＋ 解析 正极是得电子的反应， A错误；左烧杯中的电极反应式为 Fe3＋ ＋ e－ ===Fe2＋ ， B正确、 C错误；因为在金属活动性顺序中铁排在 H的前面，在酸性溶液中不会生成Fe， D错误。 答案 B 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。 (1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极。 (2)确定电极材料 如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体 (如 H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极 (如 Pt、碳棒 )作负极。 发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。 (3)确定电解质溶液 一般选用反应物中的电解质溶液即可。 (4)构成闭合回路。 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 【 应用 2】 (2020青岛模拟 )控制适合的条件，将反应 2Fe3＋ ＋ 2I－ 2Fe2＋ ＋ I2设计成如下图所示的原电池。 下列判断不正确的是 ( )。 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3＋ 被还原 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入 FeCl2固体，乙中的石 墨电极为负极 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 解析 由图示结合原电池原理分析可知 ， Fe3 ＋得电子变成Fe2 ＋被还原 ， I－失去电子变成 I 2 被氧化 ， 所以 A 、 B 正确；电流计读数为零时 Fe3 ＋得电子速率等于 Fe2 ＋失电子速率 ， 反应达到平衡状态 ； D 项在甲中溶入 FeCl 2 固体 ， 平衡 2Fe3 ＋＋ 2I－2F e2 ＋＋ I 2 向左移动 ， I 2 被还原为 I－， 乙中石墨为正极 ， D 不正确。 答案 D 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 原电池反应的本质就是氧化还原反应。 因此正确书写氧化还原反应方程式并能标出电子转移的方向和数目是正确书写电极反应式的基础，通过电池反应中转移电子的数目可确定电极反应中得失的电子数目，通过电池反应中的氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物可确定电极反应中的反应物和产物。 具体步骤如下： ①首先根据题意写出电池反应。 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 ②标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂。 ③根据还原剂 ——负极材料，氧化产物 ——负极产物，氧化剂 ——正极材料，还原产物 ——正极产物来确定原电池的正、负极和反应产物。 根据电池反应中转移电子的数目来确定电极反应中得失的电子数目。 ④注意环境介质对反应产物的影响。 ⑤写出正确的电极反应式。 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 (12分 )某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀 NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。 (1)给你一只安培表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。 试卷采样 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 审题指导 在所给的电极材料中，铝片能与 NaOH溶液发生自发的氧化还原反应： 2Al＋ 2NaOH＋ 6H2O===2Na[Al(OH)4]＋ 3H2↑ 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 由此可知： 负极 (Al)： 2Al－ 6e－ ＋ 8OH－ ===2[Al(OH)4]－ 正极 (Mg)： 6H2O＋ 6e－ ===3H2↑＋ 6OH－ 当场指导 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 失分提示 1．原电池的正极和负极除与活泼性有关外，还与接触到溶液的酸碱性有关。 2．原电池中电极反应与溶液的酸碱性有一定关系。 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 评分细则 (1)如右图所示 (4分 )(不标正负极扣 2分 ) (2)2Al＋ 8OH－ － 6e－ ===2[Al(OH)4]－ (4分 ) (3)6H2O＋ 6e－ ===3H2↑＋ 6OH－ (4分 ) 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 考向 1 原电池的工作原理 5年 12考 考向 2 原电池原理的综合应用 5年 8考 Hold住考向 名师揭秘 原电池原理的分析和应用是高考的热点。 预测 2020年关于新型电源的工作原理分析、电极反应式的书写仍会在高考中出现，必须高度关注。 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 角度 1． (2020福建理综 ， 9)将下图所示实验装置的 K闭合，下列判断正确的是 ( )。 原电池原理的多方位分析 考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘 热点透析 2 A． Cu电极上发生还原反应 B．电子沿 Zn→a→b→Cu路径流动 C．片刻后甲池中 c(SO42－ )增大 D．片刻后可观察到滤纸 b点变红色 解析 将 K闭合构成闭合回路后，甲、乙构成原电池。 饱和硫酸钠、酚酞溶液为电解质溶液，滤纸为 “电解池 ”。 A项，原电池反应为： Zn＋ Cu2＋ ===Zn2＋ ＋ Cu， Zn为负极，发生氧化反应， Cu电极上发生还原反应； B项，电子不能通过电解质溶液； C项，盐桥中 Cl－ 移向甲池， c(SO42－ )不变； D项， b点为。