第34讲 原电池 化学电源(基础课)（课件PPT）-【名师导航】2025年高考化学一轮微考点分层突破（通用版）

第34讲　原电池　化学电源 第四部分 化学反应原理 第六章 化学反应与能量 下列装置能形成原电池的是 ——勾起你的回忆 ①②③⑦ 【回忆】构成原电池需要哪些条件？ (1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 (2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 (3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。 知识点1　原电池 1.1原电池的工作原理 要点重现——展现你的风采 双液原电池 单液原电池 盐桥的作用有三种：a.隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定，提高电池效率；b.通过离子的定向移动，构成闭合回路；c.平衡电极区的电荷 助力思考 盐桥的成分：盐桥通常是装有饱和KCl或者NH4NO3琼脂溶胶的U形管，K＋或NH4＋移向正极，Cl－或NO3－移向负极。 原电池装置 知识点1　原电池 原电池工作时的微粒移动方向 知识点1　原电池 工作原理图示 知识点1　原电池 判断原电池正、负极的方法有哪些？ 知识点1　原电池 （1）加快氧化还原反应的速率：负极反应被加快 1.2原电池原理的应用 （2）比较金属的活动性强弱：一般负极活泼 （3）金属腐蚀的防护 （4）设计化学电池 注意：Al-Mg-NaOH形成的原电池中，Mg作正极 只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。 知识点1　原电池 思维建模——设计原电池 知识点1　原电池 （2024·四川巴中一模）电化学原理可应用于处理环境污染问题。一种能有效消除氮氧化物(NOx)污染物又能充分利用化学能的装置如图。下列说法正确的是（ ） A．电极M为正极，电极N上发生氧化反应 B．电子流向：电极M→负载→电极N→溶液→电极M C．电极N上的电极反应式为 D．当生成15.68L(标准状况)N2时，反应中转移电子的物质的量为2.4mol C 典型例题 知识点1　原电池 思维建模——正确书写电极反应式 知识点1　原电池 要点重现——展现你的风采 2.1 一次电池 (1)碱性锌锰干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 知识点2　化学电源 (2)纽扣式锌银电池 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 知识点2　化学电源 2.1 二次电池 （1）铅酸蓄电池总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 负极反应：Pb(s)＋SO42－(aq)－2e－===PbSO4(s)； 正极反应：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO42－(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。 阴极反应：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO42－(aq)； 阳极反应：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO42－(aq)。 ①放电时——原电池 ②充电时——电解池 知识点2　化学电源 二次电池的充放电原理示意图 提醒：二次电池充电时接线方式：“正对正，负对负” 归纳提升 知识点2　化学电源 （2）锂离子电池——以钴酸锂—石墨锂电池为例 总反应：Li1-xCoO2 + LixC6 LiCoO2 + 6C 放电 充电 放 电 负极   正极   LixC6－xe－===xLi＋＋C6 Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 知识点2　化学电源 充电 阴极   阳极   6C + xLi+ + xe- = LiC6 LiCoO2 - xe- = Li1-xCoO2 + xLi+ 总反应：Li1-xCoO2 + LixC6 LiCoO2 + 6C 放电 充电 知识点2　化学电源 2.1 燃料电池 燃料电池的工作原理动态示意 知识点2　化学电源 介质 负极反应式 正极反应式 酸性 O2＋4H＋＋4e－===2H2O 中性 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 碱性 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ （1）氢氧燃料电池 电池总反应式是2H2＋O2===2H2O 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 知识点2　化学电源 （2）CH4—空气燃料电池 酸性条件下 总反应：CH4 +2O2 = CO2 + 2H2O 正极：2O2 + 8H+ + 8e- = 4H2O 负极：CH4– 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+ 碱性条件下 总反应CH4 +2O2 + 2OH- = CO32- + 2H2O 负极：CH4 + 10OH- – 8e- = CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH- CH4—空气碱性燃料电池反应后溶液的pH如何变化？ pH减小。 知识点2　化学电源 ①先写出燃料电池总反应式 一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。但由于燃烧产物还可能与电解质溶液反应，燃烧产物与电解质溶液反应的方程式与其相加得总反应方程式，改写为离子方程式。 ②再写出燃料电池正极的电极反应式 由于燃料电池正极一般都是O2得到电子发生还原反应，基础反应式为O2＋4e－===2O2－。 A．电解质为固体时，O2－可自由通过，正极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－。 方法技巧 书写燃料电池电极反应式的三大步骤 知识点2　化学电源 ③最后写出燃料电池负极的电极反应式 燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。在利用此法时一要注意消去反应中的O2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。 C．当电解质为中性或碱性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 D．当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 B．电解质为熔融的碳酸盐时，正极的电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO32－。 知识点2　化学电源 常见考点考向 课堂总结 1.（2024·河北张家口模拟）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是（ ） A．甲：对比普通锌锰干电池，碱性锌锰电池的比能量和可储存时间均有所提高 B．乙：负极的电极反应式为 C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，消耗6.5gZn时内电路中有0.2mol电子转移 D．丁：电池放电过程中，负极质量逐渐变轻 A 当堂检测 2.（2024·河南南阳一模）某品牌全电动汽车使用的是钴酸锂电池，该新型锂电池的工作原理如图所示，其电池总反应为 。下列有关说法错误的是（ ） A．放电时，A电极为正极，电极反应式为 B．放电时，Li+从负极脱嵌，经电解液和隔膜嵌入正极 C．充电时，B电极为阳极，电极反应式为 D．放电时，若转移0.2mol电子，B电极将增重1.4g A 当堂检测 3.（2024·北京西城期末）燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水，原理的示意图如下(忽略溶液体积的变化)。下列说法不正确的是（ ） A．H+通过质子交换膜向a极室迁移 B．工作一段时间后，a极室中稀硫酸的浓度增大 C．电极b的电极反应： D．电池的总反应： B 当堂检测 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.46.101 $$