苏教版化学必修二2.3---化学能与电能的转化(解析版).doc

2.3.1化学能转化为电能化学电源

1．构成原电池的条件

(1)有活泼性不同的两个电极；

(2)电极插入电解质溶液中；

(3)电极间形成闭合回路；

(4)能自发地发生氧化还原反应。

2．原电池工作原理口诀

原电池分两极(正、负)；负极氧化正(极)还原；电子由负(极)流向正(极)；阳(离子)向正(极)阴(离子)向负(极)。

3．原电池正、负极的判断

化合价升高―→失去电子―→发生氧化反应―→负极；

化合价降低―→得到电子―→发生还原反应―→正极。

4．钢铁发生电化学腐蚀的电极反应和总反应

负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，

正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，

总反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

原电池及其工作原理

1．实验探究

[实验1]把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。

[实验2]把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。

实验1、2现象：实验1、2中现象相同，均为锌片周围有气泡产生，铜片周围无明显现象。

实验结论：锌在金属活动性顺序中位于氢前面，能置换酸中氢；铜片在金属活动性顺序中位于氢后面，不能置换酸中氢。

[实验3]用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，观察实验现象。

[实验4]在导线中间接一个灵敏电流计，观察实验现象。

实验3、4现象：锌片周围无气泡产生，铜片周围有气泡产生；电流计指针发生偏转。

实验结论：锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有电流产生。

2．原电池

(1)概念：将化学能转变为电能的装置。

(2)工作原理(以锌－铜－稀H2SO4原电池为例)：

(3)构成条件

a．有活泼性不同的两个电极b．电极插入电解质溶液中

c．电极间构成闭合回路d．能自发地发生氧化还原反应

(4)原电池的电极反应

负极→流出电子→发生氧化反应，

正极→流入电子→发生还原反应。

[特别提醒]原电池的正极是导体，它不参与化学反应；负极反应不一定是负极材料本身的反应，有的原电池的负极既是导体又是负极反应物(如铜锌原电池)，有的原电池负极的作用是导体(如H2、O2燃料电池)，它不参与化学反应。

1．将铁片、镁片用导线连接插入稀硫酸中，则铁片上发生什么反应，电极反应式如何书写？

提示：镁比铁活泼，镁作负极，铁作正极，铁电极上发生还原反应，电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。

2．原电池的电极材料都必须是金属吗？

提示：原电池的电极材料可以是两种活泼性不同的金属，也可以是一种金属与一种可导电的惰性材料(如石墨)，在燃料电池中，电极本身均不发生反应，故两极均可用惰性材料。

3．原电池内部阴、阳离子是如何移动的？

提示：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

1．原电池的判断

2．原电池正负极的判断

1．如图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是________。

解析：A项中两个电极相同；B项中蔗糖是非电解质；C、D项没有形成闭合回路，因此A、B、C、D都不符合原电池的构成条件，不能产生电流。

答案：EF

2．(2015·浙江10月考试)如图所示进行实验，下列说法不正确的是()

A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生

B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能

C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转

D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋

解析：选B甲装置不是原电池，不能将化学能转化成电能。

原电池原理的应用

1．钢铁的电化学腐蚀

(1)电化学腐蚀

金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。

(2)钢铁的电化学腐蚀

电解质

溶液

钢铁表面水膜中含有H＋和OH－，还溶有O2等气体

电极

负极

材料：Fe，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋

正极

材料：C，电极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－

总反应

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，进一步被氧化，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3易分解生成铁锈(Fe2O3·xH2O)

2．金属活动性强弱的判断

由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验

装置

现象

二价金属A不断溶解

C的质量增加

A上有气体产生

(1)装置甲中负极的电极反应式是A－2e－===A2＋。

(2)装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。

(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是DABC。

1．锌与稀硫酸反应时，若滴几滴硫酸铜溶液，反应速率会加快，试分析其原因。

提示：滴加硫酸铜溶液后，会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜，生成的铜、锌分别作为原电池的两个电极而形成原电池，从而加快锌与稀硫酸的