高三化学一轮复习教案学案——原电池的原理及应用

高三化学一轮复习教案学案——原电池的原理及应用

[考纲要求]

1.理解原电池原理；

2.初步了解化学电源，了解化学腐蚀和电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。

[案例分析]

一、原电池原理

[例题1]对下图中装置加以必要的连接并填空:

　　　　　　　　 A　　　　　　　　　　　　　  B

(1)在A图中,使铜片上冒H₂气泡.请加以必要连接,连接后的装置叫　　　　　　　  。电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　   锌板铜板：　　　　　　　　　　　　　

（2）图B中，ab为惰性电极，使a极板上析出铜，则b极板上析出　　　　　　　　　 

加以必要的连接后，该装置叫　　　　　 。电极反应式：a极　　　　　　　　　　　　　

B极　　　　　　　　　　　　　　　　  。

[变式训练]

1.将A中稀H₂SO₄改为CuSO₄溶液，写出电极反应式

2.A中电子流向：　　　　　　　　　　　　  　　　 

[小结]：负极：氧化反应

　　　 正极：还原反应（溶液中易得电子阳离子得电子）Ag⁺>Cu²⁺>H⁺

　　　 电子流向:负极　　 导线　　 正极

二、原电池的电极反应式的书写与正误判断

紧扣：负极：氧化反应　 正极：还原反应

[例题2]已知下列原电池的总反应式，请写出电极反应式

（1）Cu+2FeCl₃==CuCl₂+2FeCl₂　　 (2)CH₄+O₂+KOH==K₂CO₃+3H₂O

负极：Cu-2e^-== Cu²⁺　　　　　　　 负极：CH₄-8 e^-+10OH^-== CO₃^2-+7H₂O

正极：2Fe³⁺+2 e^-==2Fe²⁺　　　　　  正极：2 O₂+7H₂O+8 e^-==8OH^-

[小结]书写原电池电极反应式的基本思路：

（1）负极：还原剂-n e^-==氧化产物　 正极：氧化剂+ n e^-==还原产物

（注意分析参与电极反应产生的粒子能否与电解质反应，如能反应，写反应后的产物。如例2的负极反应）。

[例题3]将例题2中的反应（1）设计成原电池。画出装置图并注明电极材料及电解质溶液的名称。

点拨：（1）确定两极的电极材料（图中应注明）

　　 （2）确定电解质溶液（图中不能漏画）

　　 （3）画图要规范

新型电池分析

[例题4]阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H₂+O₂==2H₂O，电解液为KOH，反应保持在较高温度，使H₂O蒸发，下列叙述正确的是（　　D　）

A、此电池能发出蓝色火焰　　　　　

B、H₂为正极，O₂为负极

C、工作时，电解液的pH不断减小

D、电极反应为：负极2 H₂+4 OH^--4e^-==4 H₂O

　　　　　　　 正极O₂+2H₂O+4e^-==4 OH^-

[变式训练]

（1）把电解质溶液改为稀H₂SO₄，电极反应式

（2）把H₂改为CH₄，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式

（3）把H₂改为CH₄，电解质溶液为稀H₂SO₄溶液，电极反应式

[小结]书写原电池电极反应式的基本思路：

（2）对于有H、O参与的电极反应：

①总反应式中没有H⁺或OH^-参与反应，则若一极消耗H⁺或OH^-，另一极必生成H⁺或OH^-

②H₂在酸性介质中放电生成H⁺，在碱性介质中放电，与OH^-结合生成H₂O

O₂在酸性介质中放电与H⁺结合生成H₂O，在碱性介质中放电生成OH^-

③氢氧不够，水来凑

[例题5]（05苏14） 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为

3Zn + 2K₂FeO₄ + 8H₂O　　　　  3Zn(OH)₂ + 2Fe(OH)₃ + 4KOH

下列叙述不正确的是　 （AD）

A．放电时负极反应为：Zn—2e^— +2OH^—= Zn(OH)₂

B．充电时阳极反应为：Fe(OH)₃ —3e^— + 5 OH^— = FeO + 4H₂O

C．放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K₂FeO₄被氧化

D．放电时正极附近溶液的碱性增强

点拨：（1）新型电池的电极判断、电极反应式书写判断等问题仍紧扣原电池原理；

　　 （2）解决“可充电电池”有关问题时，弄清是“充电”还是“放电”，充电为电解池，放电为原电池。

[反馈练习]镊铬（Ni--Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。它的充放电过程按式进行：Cd（OH）₂+2 Ni（OH）₂　　　　 Cd+ NiO（OH）+2H₂O。由此可知，该电池放电时的负极材料是

A、Cd（OH）₂　　　　　　　　　　 B、Ni（OH）₂

C、Cd　　　　　　　　　　　　　　 D、NiO（OH）

三、金属的腐蚀与防护

腐蚀快慢的判断方法：

电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>有防腐措施引起的腐蚀