2019届高考化学一轮复习专题四化学反应中的能量变化第2讲原电池化学电源学案

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1、第2讲 原电池 化学电源【2019·备考】最新考纲:1.理解原电池和电解池的工作原理,能写出简单电极反应式和电池反应方程式。2.了解常见的化学电源,认识化学能与电能相互转化的重要应用。最新考情:原电池、化学电源的考查,一是在选择题中单独设题,考查新型电池的分析,涉及正负极判断、离子电子流向、两极反应,如2015年碳酸盐燃料电池,2013年Mg-H2O2电池等;二是在填空题中考查,主要涉及电极方程式的书写,如2016年T20(1)、2012年T20(3)Al-Ag2O电池总反应等。预测2019年高考延续这一命题特点,一

2、是在选择题考查新型电池的分析,二是在填空题中考查电极反应方程式的书写,特别关注新型电池的分析。考点一 原电池的工作原理[知识梳理]1.原电池的概念:将化学能转化为电能的装置。2.原电池的构成条件(1)能自发地发生氧化还原反应。(2)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。①负极:活泼性较强的金属。②正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属。(3)电极均插入电解质溶液中。(4)构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。3.工作原理示例:铜锌原电池电极反应负极(锌):Zn-2e-===Zn2+(氧化反应)正极(

3、铜):Cu2++2e-===Cu(还原反应)总反应式:Zn+Cu2+===Cu+Zn2+名师助学:①辨明三个移动方向:电子从负极流出沿导线流入正极;电流从正极沿导线流向负极;电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。②在原电池中活泼性强的金属不一定作负极,但负极一定发生氧化反应。如Mg-Al-NaOH溶液组成的原电池,Al作负极。③盐桥的组成和作用:盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流。4.原电池原理的三大应用(1

4、)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作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。(3)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②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。如:根据反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2设计的原电池为:[题组诊断] 原电池的工作原理1.基础知识判断,正确的打“√”,错误

5、的打“×”(1)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极(√)(2)在原电池中,负极材料的活泼性一定比正极材料强(×)(3)在原电池中,正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化反应(×)(4)其他条件均相同,带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长(√)(5)在锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生(×)(6)CaO+H2O===Ca(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能(×)(7)在内电路中,电子由正极流向负极(×)(8

6、)某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液(×)2.如图所示,在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是(  )A.外电路的电流方向为:X→外电路→YB.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为FeC.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y解析 外电路的电子流向为X→外电路→Y,电流方向与其相反,A项错误;若两电极分别为Fe和

7、碳棒,则Y为碳棒,X为Fe,B项错误;X极失电子,作负极,Y极上发生的是还原反应,X极上发生的是氧化反应,C项错误;电解质溶液为稀硫酸,两金属作电极,谁活泼谁作负极,D项正确。答案 D3.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是(  )A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑C.③中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑解析 ②中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH

8、溶液反应失去电子作负极;③中Fe在浓HNO3中钝化,Cu和浓HNO3反应失去电子作负极,则Fe作正极,A、C错误;②中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,负极反应式为2Al+8OH--6e-===2AlO+4H2O,二者相减得到正极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑,B正确;④中Cu作正极,电极

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