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第 19 讲 原电池原理. 高考化学一轮复习. —— 安化一中 彭珊娜. 考纲要求 了解原电池的工作原理; 能写出电极反应和电池反应方程式。. 【 回归课本 1 】. 《 必修 2》P40. 《 化学反应原理 》 P71. 【 热身训练 】. D. 【 知识梳理 】. 一、原电池 1. 概念 :把化学能转化为 的装置。. 电能. 2. 原电池的构成条件. (1) 有两个 活泼性不同 的 电极 (常见为金属或石墨). (2) 将两极插入 电解质溶液 中。. (3) 两极间构成 闭合回路 。. (4) 能自发地发生 氧化还原反应 。.
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第19讲 原电池原理 高考化学一轮复习 ——安化一中 彭珊娜
考纲要求 了解原电池的工作原理; 能写出电极反应和电池反应方程式。
【回归课本1】 《必修 2》P40 《化学反应原理》 P71
【热身训练】 D
【知识梳理】 一、原电池 1.概念:把化学能转化为的装置。 电能 2.原电池的构成条件 (1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨) (2)将两极插入电解质溶液中。 (3)两极间构成闭合回路。 (4)能自发地发生氧化还原反应。
3.工作原理:(以锌—铜原电池为例) (-)Zn-2e-=Zn 2+ (+)Cu 2+ +2e-=Cu 盐桥作用? 形成闭合回路; 平衡电荷
失e-,沿导线传递,有电流产生 氧化反应 Zn-2e-=Zn2+ 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 Cu2++2e-=Cu 不断溶解 阳离子移向 电解质溶液 阴离子移向 【要点深化】 1、原电池原理图解
【要点深化】 2、原电池正负极的判断与电极反应式的书写 • (1)正、负极的判断 一般来说,原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应,如果给出一个方程式判断正、负极,可以直接根据化合价的升降来判断,发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极。
(Ⅰ)根据电子流动方向判断。在原电池中,电子流出的一极是负极;电子流入的一极是正极。(Ⅰ)根据电子流动方向判断。在原电池中,电子流出的一极是负极;电子流入的一极是正极。 • (Ⅱ)根据两极材料判断。一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (Ⅲ)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 • (Ⅳ)根据原电池两极发生的变化来判断。负极总是失去电子,发生氧化反应,正极总是得到电子发生还原反应。 • (Ⅴ)根据现象判断。溶解的一极为负极,增重或放出气体的一极为正极。 • (Ⅵ)根据电池总反应式中元素化合价的升降判断。元素化合价升高的电极材料为负极,元素化合价降低的电极材料为正极。
[思考感悟] 用活泼性不同的两种金属作为电极形成原电池时,较活泼的金属一定是原电池的负极吗? 【提示】不一定。如将镁、铝插入氢氧化钠溶液中形成原电池,镁较活泼,但因为铝与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,铝被氧化是负极,则镁条为正极。
【小试身手1】 判断下列原电池的正负极 负极 负极 (1) (2) 负极 (3) (4) 负极
(2)电极反应式的书写①一般电极反应式的书写(2)电极反应式的书写①一般电极反应式的书写 负极:Fe-2e-=== Fe2+ 正极:Cu2++2e-=== Cu 化学反应: Cu2++Fe=Fe2++Cu
②复杂电极反应式的书写 技巧:写出容易写的一极反应,然后用总反应式减去这一极反应。 写出电极反应式和相应的电池反应式。 负极: 2Al-6e-+8OH- == 2 AlO2 - +4H2O 正极: 6H2O+6e-== 3H2 ↑ +6OH- 总反应式: 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
例1:一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( ) C A. CH3 OH +O 2 -2e -==H2 O +CO 2+2H+ B. O2+ 4H + +4e -==2H2O C. CH3 OH +H2 O-6e -== CO 2+6H + D. O 2+2H2 O+4e - == 4OH -
原电池电极反应式的书写 小结 原电池电极反应式的书写注意事项: (1)负氧正还。 (2)要注意溶液的酸碱性,适当的在电极方程式两边添加H+、OH—、H2O,以遵循电荷守恒和质量守恒。 (3)要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。
【小试身手2】 铝镁电池在不同电解质溶液中两极反应式的书写
O2+4e-+2H2O4OH- 2H2+4OH--4e-4H2O 【小试身手3】 (1)美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种以氢氧化锌为电解质的新型的化学电源。氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能,而不经过热能中间形成,且电极反应产生的水,经过冷凝后又可作为宇航员的饮用水,发生的反应为:2H2+O2 2H2O,则负极通的是,正极通的是,正、负两极电极反应式分别为:正极:;负极:。 H2 O2
O2+4H++4e-2H2O 2O2+4H2O+8e-8OH- 2H2-4e-4H+ CH4+10OH--8e-C+7H2O • (2)若把KOH改为稀H2SO4作导电物质,则电极反应式分别为, • 。(1)和(2)的电池液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化? • (3)若把H2改为CH4,用KOH作导电物质,则电极反应式分别为, 。 (1)中电池液的pH将变小, (2)中电池液 的pH将变大。
3.原电池原理的应用 ①加快反应速率; ②判断金属活动性的强弱; ③用于金属的防护; ④制作化学电源。
【小试身手4】 设计原电池 依据氧化还原反应:2Ag +(aq) +Cu(s) ==Cu 2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如下图所示。 Cu AgNO3 正 Ag + +e―==Ag Cu -2e- ==Cu 2+ 铜 银
【触摸高考1】 . 研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水河海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( ) A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgCl B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子 C.Na+不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl是还原产物 (2011安徽) B
【触摸高考2】 【2012四川】一种基于酸性燃料电池原理设计的 酒精检测仪,负极上的反应为:CH3CH2OH-4e- +H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是 A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动 B.正极上发生的反应为:O2 + 4e-+ 2H2O = 4OH- C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O D.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗 4.48L氧气 C
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