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1、2022高考化學第一輪復習 專題 化學能轉化為電能學案 魯科版【本講教育信息】一. 教學內容：高考第一輪復習化學選修4第1章 化學反應與能量第3節(jié) 化學能轉化為電能電池1. 原電池的工作原理。2. 化學電源。（1）鋅錳干電池（2）鉛蓄電池（3）氫氧燃料電池3. 金屬的腐蝕與防護（1）金屬腐蝕的電化學原理（2）金屬的防護二. 教學目的：1. 了解原電池工作原理。2. 掌握根據電極反應判斷陰極和陽極、根據電流方向判斷電池正極和負極的方法。3. 了解電極反應的概念。4. 了解原電池的實際應用、常見化學電源的種類及工作原理。5. 了解金屬腐蝕的電化學原理以及防護的原則。三. 重點和難點1. 原電池的工

2、作原理。2. 電池電極的判斷，電極反應和電池反應式的書寫。3. 金屬腐蝕的電化學原理及金屬的防護。四. 考點分析本節(jié)內容在高考中的主要考查點是：1. 原電池原理的應用。2. 電池電極的判斷。3. 電極反應和電池反應式的書寫。4. 金屬腐蝕的電化學原理及金屬防護措施。五. 知識要點 1. 原電池是_的裝置。鹽橋既可以使_，又可以使_，其導電原理是_。 2. 在銅鋅原電池中，電極反應分別是：正極_，負極_?？偡磻绞莀。 3. 可充電電池放電時是_，將_能轉化為_能，充電時是一個_，將_能轉化為_能儲存起來。 4. 鋅錳干電池分為_和_兩種干電池，負極上發(fā)生的電極反應為_，正極上發(fā)生的電極反應為_

3、。 5. 鉛蓄電池的結構比較復雜，其電極反應式為：負極_，正極_。 6. 氫氧燃料電池，在酸性條件下電極反應為：負極_，正極_。堿性條件下電極反應為：負極_，正極_。 7. 吸氧腐蝕中，負極上發(fā)生的反應為_，正極上發(fā)生的反應為_，原電池反應為_。 8. 金屬防護的方法主要有_、_、_等。注意： 1. 原電池的工作原理（1）原電池的定義：能把化學能轉化為電能的裝置叫原電池。原電池反應的本質是氧化還原反應。（2）原電池的電極：負極：電子流出的一極，發(fā)生氧化反應的一極，電流流入的一極。正極：電子流入的一極，發(fā)生還原反應的一極，電流流出的一極。（3）構成原電池的條件：兩個活潑性不同的電極電解質溶液形成

4、閉合回路（或在溶液中接觸）知識要點實例概念將化學能轉化為電能的裝置CuSO4溶液自發(fā)反應：CuZnSO4實質化學能轉化為電能構成前提能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應構成條件兩個電極電解質溶液“兩極”“一液”聯(lián)成回路能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應電極構成負極：還原性相對較強的材料正極：還原性相對較弱的材料Zn板負極Cu板正極Zn板負極Cu板正極電極反應負極：失去電子，氧化反應正極：得到電子，還原反應負極：正極：Cu負極：正極：Cu電子流向電流流向外電路：電子由負極流向正極，電流方向相反內電路：陰離子移向負極，陽離子移向正極，電流由負極流向正極外電路：電子由Zn板經導線流向Cu板。內電路：、移向Zn板（負極）；

5、、移向Cu板（正極）外電路：電子由Zn板經導線流向Cu板內電路：鹽橋中的移向Zn板，鹽橋中的移向Cu板電極反應與反應總式的關系兩個電極反應式加合，即得反應總式負極：正極：Cu總式：負極：正極：Cu總式：重要應用制作電池防止金屬被腐蝕提高化學反應速率制作干電池、鉛蓄電池、新型高能電池；用粗鋅代替純鋅制取，反應速率快；Fe與Zn相連接，處于電解質溶液中，F(xiàn)e受保護可設計和生產種類繁多的化學電池，且提高電池效率 2. 常見化學電源名稱電極材料電解質電極反應電池反應酸式鋅錳干電池正極：石墨負極：鋅NH4Cl和ZnCl2負極：正極：堿性鋅錳干電池正極：MnO2負極：鋅KOH負極：正極：鉛蓄電池正極：Pb

6、O2負極：Pb30%H2SO4溶液負極： 正極：PbO24H氫氧燃料電池正極：石墨負極：石墨KOH溶液負極：4H2O4e正極：鋁空氣海水電池負極：正極： =鋅銀電池正極：Ag2O負極：ZnKOH溶液負極：正極：=鋰電池正極：石墨負極：LiLiAlCl4SOCl2負極：正極： 3. 金屬的腐蝕與防護（1）金屬的腐蝕是指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。實質：金屬原子（M）失去電子而被氧化的過程，即。類型：有電化學腐蝕和化學腐蝕兩種。a. 電化學腐蝕：不純的金屬（或合金）接觸到電解質溶液發(fā)生原電池反應，相對較活潑的金屬失去電子而被氧化所引起的腐蝕。以鐵為例i 析氫腐蝕

7、：正極反應為：ii 吸氧腐蝕：正極反應為：負極均為：b. 化學腐蝕：金屬跟接觸到的物質（一般為非電解質）直接發(fā)生氧化還原反應而引起的一種腐蝕。（2）金屬的防護金屬防護的基本思路是防止金屬與其他溶液化學物質直接接觸，防止金屬形成原電池。常用的防護方法有：改變金屬的結構；加保護層；電化學保護法?！镜湫屠}】 例1. 從理論上說氧化還原反應都可以設計為原電池，試根據反應：，設計一個原電池并寫出電極反應。分析：聯(lián)想銅、鋅、硫酸原電池的正、負極和電池總反應：，分析氧化還原反應：，Cu被氧化，因而作負極；被還原，作電解質；再選擇一種比銅更不活潑的金屬或石墨作正極，即可構成原電池。答案：正極（石墨）：負極（

8、Cu）： 例2. 堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為：下列說法錯誤的是（ ）A. 電池工作時，鋅失去電子B. 電池正極的電極反應式為：C. 電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D. 外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上減少6.5g分析：鋅為電極，在反應中失去電子；電池工作時，電流由正極通過外電路流向負極，而電子定向移動的方向應為電流的反方向，故C錯誤。根據電子守恒可知D項正確。由該電池反應的總反應式和原電池的原理寫出正極反應式，可知B正確。答案：C 例3. 如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的

9、順序為（ ）A. B. C. D. 分析：、實質均為原電池裝置，中Fe為正極，被保護；、中Fe為負極，均被腐蝕，但相對來說，F(xiàn)e和Cu的金屬活動性較Fe和Sn的差別大，故CuFe原電池中Fe被腐蝕得最快。中因鐵不純而發(fā)生微小原電池反應。答案：C 例4. 有X、Y、Z、W四種金屬。已知的堿性大于，可使Z氧化，W可與熱水反應產生，X不能與熱水反應，把X的金屬片插入稀硫酸，讓金屬絲Z與X接觸，則X的溶解速率加快，這四種金屬活動性強弱的關系一定是（ ）A. XYB. ZYC. WZD. ZX分析：由金屬的氫氧化物的堿性判斷金屬活動性的前提條件是：主族元素的最高價氧化物的水化物堿性越強，則金屬的活動性越

10、強。實際上是比較金屬的還原性。的堿性大于的堿性，沒有提到主族元素的最高價氧化物的水化物，所以不能確定X和Y的活動性大小，可使Z氧化不能確定X和Z的金屬性的大小，如、，W可與熱水反應產生，X不能與熱水反應，可判斷金屬性WX，另外，XZ，因此，WZ。答案：C 例5. 阿波羅號宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應為：，電解質溶液為KOH溶液，反應保持在較高溫度，使蒸發(fā)，則下列敘述中正確的是（ ）A. 此電池能發(fā)出藍色火焰B. 為正極，為負極C. 工作時，電解質溶液的pH不斷減小D. 電極反應為負極：；正極：分析：原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。顯然選項A不正確。由于電池反應為：，通的一極失電子

11、為電池負極，發(fā)生反應：，通的一極得電子為電池正極，發(fā)生反應：。整個過程中介質KOH并沒有消耗，由于不斷蒸發(fā)，pH基本保持不變。答案：D例6. 家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學反應是（ ）A. B. C. D. 分析：洗過的鐵鍋在空氣中放置，可發(fā)生吸氧腐蝕。負極發(fā)生的反應為，正極發(fā)生的反應為，總反應式為=，而又被氧化為紅褐色的。答案：D 例7. 下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是（ ）A. a電極是負極B. b電極的電極反應為：C. 氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D. 氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置分析：依據原電池原理判斷：a電極通入發(fā)生氧化反應，作負極，其電極反應為；b電極通入發(fā)生還原反應，作正極，其電極反應為；氫氧燃料電池的產物為，無污染，具有良好的應用前景，且氧化劑（來自空氣）不必儲存在電池內，由上知B項不正確。答案：B