1、第3节原电池化学电源内容索引内容索引课时精归纳素养速提升 考点1：原电池原理及应用 考点2：常见化学电源 高考新风向命题新情境核心素养测评 考点考点1:1:原电池原理及应用原电池原理及应用 【核心知识自查核心知识自查】1.1.原电池的概念、构成及反应本质原电池的概念、构成及反应本质(1)(1)把把_转化为转化为_的装置的装置,其本质是发生了其本质是发生了_反应。反应。(2)(2)原电池的构成条件原电池的构成条件电极两极为导体,且存在活动性差异溶液两极插入_溶液中回路形成闭合回路或两极直接接触本质看能否自发地发生_反应化学能化学能电能电能氧化还原氧化还原电解质电解质氧化还原氧化还原(3)(3)以
2、铜锌原电池为例构建原电池的认知模型以铜锌原电池为例构建原电池的认知模型2.2.原电池的工作原理原电池的工作原理(以铜锌原电池为例以铜锌原电池为例)(1)(1)图解原电池工作原理图解原电池工作原理(2)(2)以锌铜原电池为例以锌铜原电池为例,精析原电池工作原理精析原电池工作原理(3)(3)无论在原电池还是在电解池中无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液。电子均不能通过电解质溶液。电极名称负极正极电极材料_电极反应_电极质量变化_反应类型_反应_反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液,K+移向_极,Cl-移向_极锌片锌片铜片铜片Zn-2eZn-2e-=Zn
3、=Zn2+2+CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu减小减小增大增大氧化氧化还原还原正正负负电极名称负极正极盐桥作用连接内电路形成闭合回路。维持两电极电势差(中和电荷),使电池能持续提供电流。装置差异比较原电池:温度升高,化学能转化为电能和热能,两极反应在相同区域,部分Zn与Cu2+直接反应,使电池效率降低;原电池:温度不变,化学能只转化为_,两极反应在不同区域,Zn与Cu2+隔离,电池效率提高,电流稳定。电能电能【易错警示易错警示】规避原电池工作原理的规避原电池工作原理的3 3个失分点个失分点(1)(1)原电池闭合回路的形成有多种方式原电池闭合回路的形成有多种方式,可以是导线连接两个电极可
4、以是导线连接两个电极,也可以是两也可以是两电极相接触。电极相接触。(2)(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。了一个完整的闭合回路。(3)(3)无论在原电池还是在电解池中无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液。电子均不能通过电解质溶液。3.3.原电池原理的应用原电池原理的应用(1)(1)加快化学反应速率加快化学反应速率一个自发进行的氧化还原反应一个自发进行的氧化还原反应,形成原电池时会使化学反应速率形成原电池时会使化学反应速率_。如在。如在ZnZn与稀硫酸反应时加入
5、少量与稀硫酸反应时加入少量CuSOCuSO4 4溶液构成原电池溶液构成原电池,化学反应速率加快。化学反应速率加快。(2)(2)金属的防护金属的防护使被保护的金属制品作原电池使被保护的金属制品作原电池_而得到保护。如要保护一个铁质的输水管而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。使锌作原电池的负极。(3)(3)比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时两种金属分别作原电池的两极时,一般作一般作_的金属比作的金属比作_的金属活泼。的金属活泼。加快加快正极正极负极负极正极正极(4)
6、(4)设计制作化学电源设计制作化学电源首先将氧化还原反应分成两个半反应。首先将氧化还原反应分成两个半反应。根据原电池的反应特点根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。如根据反应如根据反应2FeCl2FeCl3 3+Cu=2FeCl+Cu=2FeCl2 2+CuCl+CuCl2 2设计的原电池为设计的原电池为【基础小题诊断基础小题诊断】判断正误判断正误(正确的打正确的打“”“”,错误的打错误的打“”)”)(1)(1)原电池装置中原电池装置中,溶液中的阴离子移向正极溶液中的阴离子移向正极,阳离子移向负极阳离子移向负极()提示提示
7、:。原电池装置中。原电池装置中,溶液中的阴离子移向负极溶液中的阴离子移向负极,阳离子移向正极。阳离子移向正极。(2)CaO+H(2)CaO+H2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2,可以放出大量的热可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池故可把该反应设计成原电池,把其把其中的化学能转化为电能中的化学能转化为电能()提示提示:。该反应不是氧化还原反应。该反应不是氧化还原反应,不能设计成原电池。不能设计成原电池。(3)(3)由由FeFe、CuCu、FeClFeCl3 3溶液组成的原电池中溶液组成的原电池中,正极反应为正极反应为Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+()提示提示:。负极反
8、应为。负极反应为Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+。(4)10 mL(4)10 mL浓度为浓度为1 molL1 molL-1-1的盐酸与过量的锌粉反应的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的若加入适量的CuSOCuSO4 4溶液溶液能减慢反应速率但又不影响氢气生成量能减慢反应速率但又不影响氢气生成量()提示提示:。加入。加入CuSOCuSO4 4溶液与溶液与ZnZn发生置换反应发生置换反应:CuSO:CuSO4 4+Zn=Cu+ZnSO+Zn=Cu+ZnSO4 4,生成的生成的CuCu与与ZnZn和盐酸构成原电池和盐酸构成原电池,会加快反应速率。会加快反应速率。(5)(5)按照同一原理设计
9、原电池按照同一原理设计原电池,带有带有“盐桥盐桥”的原电池比不带的原电池比不带“盐桥盐桥”的原电的原电池电流持续时间长池电流持续时间长()提示提示:。有盐桥的原电池中。有盐桥的原电池中,还原剂在负极区还原剂在负极区,而氧化剂在正极区而氧化剂在正极区,化学能转化学能转化为电能化为电能,电流稳定。电流稳定。(6)(6)把锌片和铜片用导线连起来把锌片和铜片用导线连起来,浸入食盐水中浸入食盐水中,不能形成原电池不能形成原电池()提示提示:。发生了吸氧腐蚀形成原电池。发生了吸氧腐蚀形成原电池。【题组训练过关题组训练过关】考点考点2:2:常见化学电源常见化学电源 【核心知识自查核心知识自查】1.1.化学电
10、源的分类化学电源的分类2.2.锌锰干电池锌锰干电池 一次电池一次电池项目酸性锌锰干电池碱性锌锰干电池电极_作负极,_作正极电解质氯化铵和氯化锌氢氧化钾电极反应负极Zn-2e-=Zn2+Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正极2 +2e-=2NH3+H2MnO2+2H2O+2e-=Mn(OH)2+2OH-电池反应Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3+H2Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)24NH锌筒锌筒石墨石墨3.3.铅蓄电池铅蓄电池二次电池二次电池铅蓄电池总反应铅蓄电池总反应:Pb+PbO:Pb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 2PbSO 2PbSO4 4+2H+2
11、H2 2O O(1)(1)放电时放电时原电池原电池负极反应负极反应:_;:_;正极反应正极反应:_;:_;(2)(2)充电时充电时电解池电解池阴极反应阴极反应:_;:_;阳极反应阳极反应:_;:_;放电时原电池的负极作充电时电解池的放电时原电池的负极作充电时电解池的_极。极。Pb(s)+(aq)-2ePb(s)+(aq)-2e-=PbSO=PbSO4 4(s)(s)PbOPbO2 2(s)+4H(s)+4H+(aq)+(aq)+2e(aq)+(aq)+2e-=PbSO=PbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)O(l)PbSOPbSO4 4(s)+2e(s)+2e-=Pb(s)+(a
12、q)=Pb(s)+(aq)PbSOPbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)-2eO(l)-2e-=PbO=PbO2 2(s)+4H(s)+4H+(aq)+(aq)(aq)+(aq)24SO24SO24SO24SO阴阴4.4.燃料电池燃料电池(1)(1)氢氧燃料电池氢氧燃料电池总反应总反应:_;:_;酸性介质酸性介质负极负极:_;:_;正极正极:_:_。2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O OH H2 2-2e-2e-=2H=2H+O O2 2+4e+4e-+4H+4H+=2H=2H2 2O O碱性介质碱性介质负极负极:_;:_;正极正极:_:_。熔融的金属氧化物作介质熔
13、融的金属氧化物作介质负极负极:_;:_;正极正极:_:_。碳酸盐作介质碳酸盐作介质负极负极:_;:_;正极正极:_:_。H H2 2-2e-2e-+2OH+2OH-=2H =2H2 2O OO O2 2+4e+4e-+2H+2H2 2O=4OHO=4OH-H H2 2-2e-2e-+O+O2-2-=H=H2 2O OO O2 2+4e+4e-=2O =2O2-2-H H2 2-2e-2e-+=H+=H2 2O+COO+CO2 2O O2 2+4e+4e-+2CO+2CO2 2=2 =2 23CO23CO(2)(2)甲烷甲烷-氧气燃料电池氧气燃料电池(正极反应式与氢氧燃料电池正极反应式相同正极反
14、应式与氢氧燃料电池正极反应式相同,下面只下面只需写出负极反应式即可需写出负极反应式即可)_(_(碱性介质碱性介质)_(_(酸性介质酸性介质)_(_(碳酸盐作介质碳酸盐作介质)_(_(熔融的金属氧化物作介质熔融的金属氧化物作介质)CHCH4 4-8e-8e-+10OH+10OH-=+7H =+7H2 2O OCHCH4 4-8e-8e-+2H+2H2 2O=COO=CO2 2+8H+8H+CHCH4 4-8e-8e-+4 =5CO+4 =5CO2 2+2H+2H2 2O OCHCH4 4-8e-8e-+4O+4O2-2-=CO=CO2 2+2H+2H2 2O O23CO23CO【易错警示易错警示
15、】(1)(1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。(2)(2)燃料电池的电极不参与反应燃料电池的电极不参与反应,有很强的催化活性有很强的催化活性,起导电作用。起导电作用。(3)(3)可充电电池在充电时可充电电池在充电时,其负极连接外接电源的负极其负极连接外接电源的负极,正极连接外接电源的正正极连接外接电源的正极。极。【基础小题诊断基础小题诊断】判断正误判断正误(正确的打正确的打“”“”,错误的打错误的打“”)”)(1)(1)太阳能电池不属于原电池。太阳能电池不属于原电池。()提示提示:。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装。太阳
16、能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。置。(2)(2)二次电池充电时二次电池充电时,充电器的正极接二次电池的正极。充电器的正极接二次电池的正极。()提示提示:。二次电池的正极接外接电源正极作阳极发生氧化反应。二次电池的正极接外接电源正极作阳极发生氧化反应。(3)(3)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应。铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应。()提示提示:。“负阳失氧负阳失氧,正阴得还正阴得还”,负极和阳极负极和阳极,失电子失电子,并发生氧化反应。并发生氧化反应。(4)Zn(4)Zn具有还原性和导电性具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料。可
17、用作锌锰干电池的负极材料。()提示提示:。电池的电极应能导电。电池的电极应能导电,负极上发生氧化反应负极上发生氧化反应,在锌锰干电池中在锌锰干电池中ZnZn作负作负极材料。极材料。(5)(5)碘可用作锂碘电池的材料碘可用作锂碘电池的材料,该电池反应为该电池反应为2Li(s)+I2Li(s)+I2 2(s)=2LiI(s),(s)=2LiI(s),则碘则碘电极作该电池的负极。电极作该电池的负极。()提示提示:。碘在反应中的化合价降低。碘在反应中的化合价降低,发生还原反应发生还原反应,碘作正极。碘作正极。1.一个情商较高的人，不仅能够妥善管理自己的情绪，还能够准确地解读他人的情绪表征，诸如面部表情
18、、肢体语言等，进而做出恰当的反映。2.肖邦的创作是如此博大精深，又是如此有意识地自成一体，因此，可以毫无愧色地说，他的艺术是世界文化的不容质疑的组成部分。3.每年的诺奖季，村上春树都会被预测为热门得主，曾几何时，连声称“喜欢的日本作家只有村上春树”的石黑一雄都已获奖，而村上仍与诺奖擦肩而过。4.中国正在经历一场从“吃饱”向“吃好”、“吃健康”的转变，在这一历史进程中，能否保证公众的食品安全，取决于政府的执政水平，事关老百姓的切身利益。5人工智能如果能够突破人类思维的局限，就能带来巨大的变革和创新，促进人类社会跨越式发展，但同时也会有失控的风险。6.一个不能靠自己的能力改变命运的人，是不幸的，也
19、是可怜的，因为这些人没有把命运掌握在自己的手中，反而成为命运的奴隶。而人的一生中究竟有多少个春秋，有多少事是值得回忆和纪念的。生命就像一张白纸，等待着我们去一个不能靠自己的能力改变命运的人，是不幸的，也是可怜的，因为这些人没有把命运掌握在自己的手中，反而成为命运的奴隶。而人的一生中究竟有多少个春秋，有多少事是值得回忆和纪念的。生命就像一张白纸，等待着我们去描绘，描绘，去谱写去谱写。7.其实，每个人心中都有一座山峰，雕刻着理想、信念、追求、抱负；每个人心中都有一片森林，承载着收获、芬芳、失意、磨砺。一个人，若要获得成功，必须拿出勇气，付出努力、拼搏、奋斗。无论何时何地，都要牢记：成功，不相信眼泪
20、；成功，不相信颓废；成功，不相信幻影；未来，要靠自己去打拼其实，每个人心中都有一座山峰，雕刻着理想、信念、追求、抱负；每个人心中都有一片森林，承载着收获、芬芳、失意、磨砺。一个人，若要获得成功，必须拿出勇气，付出努力、拼搏、奋斗。无论何时何地，都要牢记：成功，不相信眼泪；成功，不相信颓废；成功，不相信幻影；未来，要靠自己去打拼！8、横向立意：就是在思考问题的过程中，思维顺着原材料所告诉读者的指向去考虑。我们无论做什么事，都不能脱离实际。这种立意的好处是能紧扣材料的基本倾向、主要观点，因而不会出现偏题、走题的现象横向立意：就是在思考问题的过程中，思维顺着原材料所告诉读者的指向去考虑。我们无论做什么事，都不能脱离实际。这种立意的好处是能紧扣材料的基本倾向、主要观点，因而不会出现偏题、走题的现象。
