第三讲 化学电源-2021-2022学年高一下化学同步讲解培优（苏教版必修第二册）

第三讲 化学电源 【知识导航】 知识点1：原电池的原理 1．概念：将化学能转变为电能的装置。 2．工作原理(以锌­铜­稀硫酸原电池为例)： 装置 — Zn电极 Cu电极 现象 锌片逐渐溶解 铜片上产生气泡 得失电子 失电子 得电子 正、负极判断 负极 正极 电子流向 流出 流入 电极反应式 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 总反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 3.构成原电池的条件： ①能进行自发的氧化还原反应； ②两个活泼性不同的金属(或金属与非金属)； ③电极插入电解质溶液中； ④构成闭合回路。 [认知升华] 1． 原电池的工作原理 【规律方法】　原电池工作中“三个方向”和“一个类型” 2．原电池正、负极的判断方法 判断依据 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属(一般情况) 活泼性较弱的金属或能导电的非金属 反应类型 发生氧化反应 发生还原反应 电子流动方向 电子流出极 电子流入极 电解质溶液中离子定向移动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极 电极现象 不断溶解或质量不断减少 质量不断增加或有气泡产生 知识点2：钢铁的电化学腐蚀 1．发生的条件 (1)电极：铁和少量碳形成两个电极。 (2)电解质溶液：水中含有少量H＋和OH－及溶解了氧气等气体。 2．电极反应(以吸氧腐蚀为例) (1)负极反应式(Fe)：2Fe－4e－===2Fe2＋。 (2)正极反应式(C)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 (3)总反应- 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 3．铁锈的形成 (1)铁失去电子被氧化，Fe2＋与OH－结合成Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为氢氧化铁，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (2)Fe(OH)3在一定条件下发生脱水反应生成红色的铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)。 4．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。 【实验探究】 实验1　　　 　　　　　实验2 (1)[实验1、2现象]　实验1、2中现象相同，均为锌片周围________，铜片周围________。 [实验结论]　锌与稀硫酸________，铜与稀硫酸________。 原因：锌在金属活动性顺序中位于氢前面，能置换出酸中的氢；铜在金属活动性顺序中位于氢后面，________置换出酸中的氢。 (2)[实验3、4现象]　锌片周围________，铜片周围________；实验4中电流计指针________。 实验3　　　 　实验4 [实验结论]锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有________产生。 【课堂演练】 类型一：原电池的原理及其电极分析 1．下列各装置中，不能构成原电池的是(电解质都为稀硫酸) (　 　) A　　　　 　　B　　　　 　C　　　 　 D 2．如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下：①Zn为正极，Cu为负极；②H＋向负极移动；③电子流动方向，从Zn经外电路流向Cu ④Cu极上有H2产生；⑤若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol ⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ 其中描述合理的是 (　 　) A．①②③　　　　　 B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ 3．如图所示装置，电流计指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的 ( 　　) A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3 D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3 类型二：钢铁的电化学腐蚀 4．家用炒菜铁锅用水清洗后，出现红棕色锈斑，在此过程中不能发生的化学反应是( 　　) A．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 B．2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 C．O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Fe－3e－===Fe3＋ 5．如图所示，液面上浮着一个空心铁球。数天后可观察到的现象是 (　 　) ①铁球表面出现红棕色锈斑 ②铁球表面出现黑色锈斑 ③量筒内水位下降 ④量筒内水位上升 A．①③　　 B．①④ C．②③　　 D．③④