第1章 第3节 第1课时 原电池的工作原理　化学电源-2020-2021学年高中化学选修4【导学教程】同步辅导（鲁科版） word

第3节　化学能转化为电能——电池 第1课时　原电池的工作原理　化学电源 [学习目标] 1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.掌握构成原电池的条件。 3.了解常见化学电源的种类、工作原理和用途。 [来源:学。科。网Z。X。X。K] 要点一　原电池的工作原理 1.铜锌原电池的实验探究 (1)装置 (2)实验现象 检流计指针 电极表面变化情况 Ⅰ 发生偏转 锌片质量减少，铜片质量增加 Ⅱ 发生偏转 锌片质量减少，铜片质量增加 (3)实验分析 Zn极 Cu极 电子流向 由Zn极流向Cu极 电子得失 失电子 溶液中Cu2＋得电子 电极名称 负极 正极 能量转化 化学能转化为电能 2.原电池定义：将化学能转化为电能的装置。 3.原电池的构成条件 4.原电池的工作原理 外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。 5.电极反应及电池反应 负极：M―→Mn＋＋ne－发生氧化反应， 正极：Nm＋＋me－===N发生还原反应， 电池总反应：mM＋nNm＋===mMn＋＋nN。 原电池正、负极的判断 电极 判断依据　　　 负极 正极 电极材料 较活泼金属 不活泼金属或导电非金属 电子流向 电子流出 电子流入 电流方向 从正极流向负极 电极反应类型 氧化反应 还原反应 离子移动方向 阴离子移向负极 阳离子移向正极 反应现象 电极溶解，电极 质量减轻 电极表面有固体 析出，电极质量增重 电极表面有气泡产生 溶液的酸碱性 溶液碱性增强 原电池总反应 化合价升高的物质在负极反应 化合价降低的物质 在正极反应 燃料电池 燃料在负极反应 氧化剂在正极反应 【特别提醒】　原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。如镁－铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极；而镁－铝电极在氢氧化钠溶液中构成原电池，铝为负极，镁为正极。 1.Li－Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为2Li＋＋FeS＋2e－―→Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法中正确的是 A.Li－Al在电池中作负极材料，该材料中Li的化合价为＋1 B.该电池的电池反应式为：2Li＋FeS===Li2S＋Fe C.负极的电极反应式为Al―→Al3＋＋3e－ D.充电时，阴极发生的电极反应式为： Li2S＋Fe―→2Li＋＋FeS＋2e－ 解析　A项中Li－Al是合金，Li的化合价为0，A错；根据正极反应式，结合原电池的电极材料Li－Al/FeS判断出负极反应式为Li―→Li＋＋e－，C错；充电时为电解池原理，阴极发生还原反应，D错。 答案　B 要点二　化学电源 1.电池的种类及特点 电池 一次电池 可充电电池 燃料电池 特点 只能放电，不能充电 可反复充电和放电，充电时是一个电解池，放电时是一个原电池 能量利用率高可连续使用，污染轻 2.常见电池 (1)锌锰干电池(一次电池) ①组成：分为酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池，其正极为石墨棒，负极为锌筒，前者电解质溶液为NH4Cl和ZnCl2混合液，后者电解质为KOH、MnO2。 ②电极反应及电池反应： a.酸性锌锰干电池 负极反应：Zn―→Zn2＋＋2e－ 正极反应：2NH＋2e－―→2NH3＋H2 b.碱性锌锰干电池 负极反应：Zn＋2OH－―→ZnO＋H2O＋2e－ 正极反应：MnO2＋2H2O＋2e－―→Mn(OH)2＋2OH－ 电池反应：Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2。 (2)铅蓄电池又称二次电池 ①组成：正极材料为PbO2，负极材料为Pb，电解质溶液为30%H2SO4溶液。 ②电极反应及电池反应： 放电时电极反应为： 负极：Pb＋SO―→PbSO4＋2e－ 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－―→PbSO4＋2H2O 充电时电极反应为： 阳极：PbSO4＋2H2O―→PbO2＋4H＋＋SO＋2e－ 阴极：PbSO4＋2e－―→Pb＋SO 总反应可表示为：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O (3)氢氧燃料电池 ①组成：正、负极材料均为石墨，电解质为酸或碱。 ②电极反应及电池反应(碱性电解质)： 负极反应：2H2＋4OH－―→4H2O＋4e－ 正极反应：O2＋2H2O＋4e－―→4OH－ 电池反应：2H2＋O2===2H2O 一、书写电极反应和电池反应的规律 1.书写电极反应和电池反应的方法 (1)根据给出的化学方程式或根据题意，确定原电池的正、负极，弄清正、负极上发生反应的物质。 (2)弱电解质、气体或难