第四章化学反应与电能讲义2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

人教版（2019）高中化学选择性必修1核心知识点及各章近年高考真题针对训练 第四章 化学反应与电能 知识点总结 　　1、原电池的工作原理 　　(1)原电池的概念： 　　把化学能转变为电能的装置称为原电池。 　　(2)Cu-Zn原电池的工作原理： 　　(3)氢氧燃料电池 　　负极反应：2H2+4OH-→4H2O+4e- 　　正极反应：O2+2H2O+4e-→4OH- 　　电池总反应：2H2+O2=2H2O 　　3、金属的腐蚀与防护 　　(1)金属腐蚀 　　金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀。 　　(2)金属腐蚀的电化学原理。 　　生铁中含有碳，遇有雨水可形成原电池，铁为负极，电极反应为：Fe→Fe2++2e-。水膜中溶解的氧气被还原，正极反应为：O2+2H2O+4e-→4OH-，该腐蚀为“吸氧腐蚀”，总反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，Fe(OH)2又立即被氧化：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3分解转化为铁锈。若水膜在酸度较高的环境下，正极反应为：2H++2e-→H2↑，该腐蚀称为“析氢腐蚀”。 　　(3)金属的防护 　　金属处于干燥的环境下，或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层，破坏原电池形成的条件。从而达到对金属的防护;也可以利用原电池原理，采用牺牲阳极保护法。也可以利用电解原理，采用外加电流阴极保护法。 4、化学能转化为电能的方式： 5、原电池原理 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。 （3）构成原电池的条件：（1）电极为导体且活泼性不同；（2）两个电极接触（导线连接或直接接触）；（3）两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。 （4）电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应， 电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质 正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。 （5）原电池正负极的判断方法： ①依据原电池两极的材料： 较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）； 较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极。 ②根据电流方向或电子流向：（外电路）的电流由正极流向负极；电子则由负极经外电路流向原电池的正极。 ③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。 ④根据原电池中的反应类型： 负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。 正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。 （6）原电池电极反应的书写方法： （i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下： ①写出总反应方程式。 ②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。 ③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。 （ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。 （7）原电池的应用：①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的腐蚀。 6、化学电源基本类型： ①干电池：活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。如：Cu－Zn原电池、锌锰电池。 ②充电电池：两极都参加反应的原电池，可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。 ③燃料电池：两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如H2、CH4燃料电池，其电解质溶液常为碱性试剂（KOH等）。 解题方法突破 运用守恒思想突破电化学计算题 方法概述 　　转移电子守恒是联系电路中各个电极变化的工具,利用守恒思想可以迅速解决电化学相关计算。电池中,各电极上转移电子的物质的量是相等的,这是电化学计算的依据。 易混易错练 易错点1　忽略电池中介质的作用 1.(2022江西赣州期末)中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢的方案,其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.该电化学装置中,Pt电极作正极 B.Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势 C.电子流向:Pt电极→导线→BiVO4电极→电解质溶液→Pt电极 D.BiVO4电极上的电极反应式为S+H2O 2.(2023福建厦门集美中学月考)某燃料电池以乙醇为燃料,氧气为氧化剂,强碱溶液为电解质溶液。下列有关该电池的说法正确的是 (　　) A.放电时正极发生氧化反应 B.放电一段