第六章 第21讲化学能与电能教学教案.docx

第21讲　原电池　化学电源 考纲要求　1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反响和总反响方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 考点一　原电池的工作原理及应用 1.概念和反响本质 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反响本质是氧化复原反响。 2.构成条件 (1)一看反响：看是否有能自发进行的氧化复原反响发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反响)。 (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。 3.工作原理 以锌铜原电池为例 (1)反响原理 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反响 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反响类型 氧化反响 复原反响 电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 (2)盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。 4.原电池原理的应用 (1)比拟金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 (2)加快化学反响速率：氧化复原反响形成原电池时，反响速率加快。 (3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 (4)设计制作化学电源 ①首先将氧化复原反响分成两个半反响。 ②根据原电池的工作原理，结合两个半反响，选择正、负电极材料以及电解质溶液。 (1)理论上，任何自发的氧化复原反响都可设计成原电池(√) (2)在原电池中，发生氧化反响的一极一定是负极(√) (3)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生(×) (4)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(×) (5)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(×) (6)一般来说，带有“盐桥〞的原电池比不带“盐桥〞的原电池效率高(√) 1.在如下图的4个装置中，不能形成原电池的是_____(填序号)，并指出原因_______。 答案　①④　①中酒精是非电解质；④中未形成闭合回路。 2.设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。 (1)写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：_____________________________。 (2)假设要将上述反响设计成原电池，电极反响式分别是： ①负极：__________________________________________________________________。 ②正极：__________________________________________________________________。 (3)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液： ①不含盐桥 ②含盐桥 答案　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)①Cu－2e－===Cu2＋ ②2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (3) ①不含盐桥 ②含盐桥 题组一　原电池的工作原理 1.(20xx·xx模拟)课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流表、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。以下结论错误的选项是(　　) A.原电池是将化学能转化成电能的装置 B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成 C.图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流 D.图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片 答案　D 解析　D项，a极为负极，电子由负极(锌片)流出。 2.(20xx·天津理综，4)锌铜原电池装置如下图，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，以下有关表达正确的是(　　) A.铜电极上发生氧化反响 B.电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq \o\al(2－,4))减小 C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 答案　C 解析　A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生复原反响生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SOeq \o\al(2－,4))不变，错误；C项，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。 3.分析以