第6章 第19讲 原电池 化学电源（教师word）-2023老教材老高考化学【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

第19讲　原电池　化学电源 [课标要求] 1．理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。 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其应用 一、原电池的概念和构成条件 1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。 2．构成条件(含反应本质) 电极 两电极为导体，且存在活动性差异，一般活动性较强的金属做负极，活动性较弱的金属或非金属导体做正极 溶液 有电解质溶液 回路 形成闭合回路，即满足(1)两电极直接接触(靠在一起)或间接接触(用导线相连)；(2)两电极插入电解质溶液中 本质 自发的氧化还原反应 构成条件可概括为“两极一液一线一反应”。　 二、原电池的工作原理(以锌铜原电池为例) 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn Cu 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 (外电路) 由负极沿导线流向正极 离子流向 (内电路) 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；盐桥(含饱和KCl溶液)中离子流向：K＋移向正极，Cl－移向负极 电池反应 (离子方程式) Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 两类装置 的不同点 装置Ⅰ：还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，化学能既转化为电能，又转化为热能，造成能量损耗 装置Ⅱ：还原剂Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，化学能仅转化为电能，避免能量损耗，故电流稳定，持续时间长 (1)盐桥原电池中半电池的构成条件：电极金属和其对应的盐溶液。一般不能替换成其他阳离子盐溶液，否则可能影响效果。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 ①连接内电路，形成闭合回路。 ②平衡电荷，使原电池不断产生电流。　 三、原电池原理的四个应用 应用 化学原理 比较金属 的活动性 强弱 原电池中，一般活动性较强的金属做负极，而活动性较弱的金属(或能导电的非金属)做正极，如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气泡逸出，说明A做负极，B做正极，则一般情况下金属活动性：A＞B 加快化学 反应速率 由于形成了原电池，导致化学反应速率加快，如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu­Zn­稀硫酸原电池，加快化学反应速率 用于金属 的防护 使需要保护的金属制品做原电池的正极而受到保护，如要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，形成原电池，使锌做原电池的负极被损耗，铁做正极而受到保护 设计制作 化学电源 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应； ②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)理论上说，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。(　　) (2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极。(　　) (3)用Mg、Al分别做电极，用NaOH溶液做电解质溶液，构成原电池，Mg为正极。(　　) (4)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。(　　) (5)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。(　　) (6)一般来说，带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池能量转换效率高。(　　) (7)在原电池中，正极材料本身一定不参与电极反应，负极材料本身一定要发生氧化反应。(　　) (8)实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳。(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×　(8)√ 2．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是________。 解析　①中缺1个电极，且没有形成闭合回路；③中没有形成闭合回路；⑤中酒精为非电解质；⑧中电极相同，且没有形成闭合回路。 答案　②④⑥⑦ 演练一　原电池的工作原理 1．下图中四种电池装置是依据原电池原理设计的，下列有关叙述错误的是(　　) A．①中锌电极发生氧化反应 B．②中电子由a电极经导线流向b电极 C．③中外电路中电流由A电极流向B电极 D．④中LixC6做负极 解析　在原电池中阴离子移向负极，所以③中A电极为负极，则外电路中电流应由B电极流向A电极。 答案　C 2．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A．①②中Mg做负极，③④中Fe做负极 B．②中Mg做正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe做负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu做正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 解析　②中Mg不与NaOH溶液反