第08讲 化学反应与电能（讲义）-【寒假自学课】2022年高一化学寒假精品课（人教版2019必修第二册）

第08讲 化学反应与电能 知识导航 知识预习 实验探究——锌铜原电池 实验操作 实验现象 实验结论 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中 锌片上有气泡冒出，铜片上无现象 装置中有电流产生，化学能转化为电能 用导线连接锌片和铜片 铜片上有气泡冒出 用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表 电流表指针发生偏转 一、原电池的基本概念 1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。 2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。 3．电极：（1）负极：________电子，发生________反应； （2）正极：________电子，发生________反应。 4．构成原电池的条件： （1）自发进行的氧化还原反应； （2）两个活动性不同的电极； （3）电解质溶液（或熔融电解质）； （4）形成闭合回路。 【答案】失去 氧化 得到 还原 二、锌铜原电池的工作原理 工作原理 （反应方程式） 负极（Zn） 正极（Cu） 总反应离子方程式： 。 电子移动方向 由 极经导线流向 极（电流方向相反）。 离子移动方向 阳离子向 极移动，阴离子向 极移动。 【答案】 Zn - 2e- === Zn2+ 2H+ + 2e- === H2↑ Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑ 负 正 正 负 及时小练 若用导线把Fe和Cu连接起来，插入稀盐酸中，能否形成原电池？若能，请写出负极、正极、总反应方程式。 三、原电池的应用 1．比较金属活动性 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。 2．加快氧化还原反应的速率 一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。 3．设计原电池 理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。利用原电池原理设计和制造原电池，可以将化学能直接转化为电能。 对点训练 题型一：原电池的构成条件 【例1】下列装置能构成原电池的是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应。 A．两个Zn电极均与稀硫酸反应，活动性相同，不能构成原电池，A错误； B．Cu和Ag活动性不同，有电解质溶液AgNO3溶液，构成了闭合回路，能够自动发生氧化还原反应：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag，能构成原电池，B正确； C．蔗糖不是电解质，不能构成原电池，C错误； D．没有形成闭合回路，不能构成原电池，D错误。 答案选B。 【变1】下列装置中，能构成原电池的是 （　 　） A．只有（甲） B．只有（乙） C．只有（丙） D．除（乙）均可以 【答案】C 【分析】 原电池的构成条件是：1、有两个活泼性不同的电极；2、将电极插入电解质溶液中；3、两电极间构成闭合回路；4、能自发的进行氧化还原反应。 【详解】 甲不满足条件3，未构成闭合回路，不能构成原电池； 乙不满足条件1，两个电极相同，不能构成原电池； 丙满足四个条件，构成原电池； 丁不满足条件2，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池； 综上能构成原电池的只有丙，答案选C。 题型二：原电池的工作原理 【例2】某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e－=Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b用导线连接时，Fe片上发生还原反应，溶液中SO42－向铜电极移动 【答案】D 【分析】 a和b不连接时，不能构成原电池，铁与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜；a和b用导线连接时，构成原电池，铁是负极，铜是正极。 【详解】 A．a和b不连接时，由于金属活动性Fe＞Cu，所以在铁片上会发生反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，在铁片有金属铜析出，A正确； B．a和b用导线连接时，形成了原电池，Cu作原电池的正极，在铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-=Cu，B正确； C．无论a和b是否连接，Fe都会失去电子，变为Fe2+，而Cu2+会得到电子变为Cu，所以铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，C正确； D．a和b用导线连接后，铁作负极，铜作正极，铁片上发生氧化反应，溶液中硫酸根离子向铁电极移动，D错误； 答案选D。 【点睛】 本题主要是考查原电池的反应原理及应用的知识，掌握原电池的工作原理、金属活动性顺序是解答的关键。难点是电极反应式的书写，注意结合放电微粒、离子的移动方向和电解质溶液