归纳与整理ppt课件配套教案内容

原电池---介质多变的燃料电池

一.[考纲要求]

1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。

二. 命题热点及考频考题及核心素养

命题热点及考频考题

1.新型化学电源

2017年Ⅲ卷T11；2016年Ⅱ卷T11；2016年Ⅲ卷T11；2015年Ⅰ卷T11；2014年Ⅱ卷T12

2.电解原理及应用

2017年Ⅱ卷T11；2016年Ⅰ卷T11；2014年Ⅰ卷T27(4)

3.电化学原理的综合应用

2017年Ⅰ卷T11

三. [重难突破] 1．从“五个方面”判断原电池的正负极

(1)依据构成原电池两极的电极材料判断，一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)依据原电池两极发生的变化判断，原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应。

(3)依据电子流动方向或电流方向判断，电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。

(4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

(5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

2．“四步分析”突破电极反应式的书写

核心素养

1.变化观念——认识原电池和电解池反应的实质。

2.科学探究——通过实验探究相关电化学问题。

3.模型认知——运用原电池和电解池模型解释一些化学现象。

4.社会责任——对与电化学相关的社会热点问题能进行正确的价值判断。

四．高考真题展示(2015·全国Ⅰ卷)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物燃料电池的说法错误的是(

)

A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 2．(2016·高考全国丙卷)锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液－为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)24。下列说法正确的是(

) A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动

B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小

－C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)24

D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况) 五．典型形式：

1．(以甲醇、O2的燃料电池为例) ①酸性介质，如H2SO4。

CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H＋作用下生成H2O。电极反应式为

负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋；

3正极：O2＋6e－＋6H＋===3H2O。

2②碱性介质，如KOH溶液。

－－CH3OH在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO23，1 mol CH3OH失去6 mol e，O2在正极上得到电子生成OH－，电极反应式为

－负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO23＋6H2O；

3正极：O2＋6e－＋3H2O===6OH－。

2③熔融盐介质，如K2CO3。

－－在电池工作时，CO2CH3OH在负极上失去电子，在CO23移向负极。3的作用下生成CO2气体，－O2在正极上得到电子，在CO2的作用下生成CO23，其电极反应式为

－负极：CH3OH－6e－＋3CO23===4CO2↑＋2H2O；

3－正极：O2＋6e－＋3CO2===3CO23。

2

2.氢氧燃料电池：

正O＋2HO＋4e===4OH（碱作介质）

极O＋4e===2O（熔融金属氧化物作介质）O＋2CO＋4e===2CO（碳酸盐作介质）－－22－2－2－222－3O2＋4H＋＋4e－===2H2O（酸作介质）

练习1 液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是(

) A．b极发生氧化反应

B．a极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放电时，电流从a极经过负载流向b极

D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

练习2．如图，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业的原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中的X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：

(1)甲烷燃料电池的负极反应为_______________________________________ _。

(2)石墨(C)极的电极反应为__________________________________________ 。

(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的体积为

________ L；丙装置中阴极析出铜的质量为________ g。

4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图)。若用于制漂白液，a为电池的________极，电解质溶液最好用________________________。若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用________作电极。