第6章 第21讲 原电池 化学电源-【勤径学升】2024高考化学一轮总复习配套课件

化　学 第六章　化学反应与能量 第21讲　原电池　化学电源 1.以原电池为例认识化学能可以转化为电能，认识原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 2.了解原电池及常见化学电源的工作原理，能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 3.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题。 考点1　原电池的工作原理及其应用 ➢ 对应学生用书P125 1.原电池的概念：把⁠⁠　化学　⁠能转化为⁠⁠　电　⁠能的装置，其本质是发生 ⁠⁠　氧化还原　⁠反应。 化学　 电　 氧化还原　 2.原电池的构成条件 （1）有两个⁠⁠　活泼性不同　⁠的电极（一般为金属或能导电的非金属）。 （2）将电极插入⁠⁠　电解质溶液　⁠或熔融电解质中。 （3）两电极间构成⁠⁠　闭合回路　⁠（两电极接触或用导线连接）。 （4）能自发发生氧化还原反应。 活泼性不同　 电解质溶液　 闭合回路　 3.原电池的工作原理（以铜－锌原电池为例） 电极名称 负极 正极 电极材料 ⁠⁠　Zn　⁠ ⁠⁠　Cu　⁠ 电极反应 ⁠⁠　Zn－2e－Zn2＋　⁠ ⁠⁠　Cu2＋＋2e－Cu　⁠ Zn　 Cu　 Zn－2e－ Zn2＋　 Cu2＋＋2e－Cu　 电极名称 负极 正极 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　⁠ 离子移向 （内电路） 阴离子向⁠⁠　负　⁠极移动，阳离子向⁠⁠　正　⁠极移动；盐桥（装有含KCl饱和溶液的琼脂）中离子流向：K＋移向⁠⁠　正　⁠极，Cl－移向⁠⁠　负　⁠极 电池反（离 子方程式） ⁠⁠　Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu　⁠ 氧化反应　 还原反应　 负极　 正极　 负　 正　 正　 负　 Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu　 电极名称 负极 正极 两种装置 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，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 4.原电池原理的应用 （1）设计制作化学电源 电极材料 （2）加快化学反应速率 一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率⁠⁠　加快　⁠。例如：在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，Zn置换出Cu，构成原电池，反应速率⁠⁠　加快　⁠。 （3）比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属作⁠⁠　负极　⁠，而活动性弱的金属（或非金属导体）作⁠⁠　正极　⁠。 加快　 加快　 负极　 正极　 （4）用于金属的防护 使被保护的金属制品作原电池⁠⁠　正极　⁠而得到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 正极　 易丨错丨易丨混 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 1.构成原电池正极和负极的材料必须是金属。 （ × ） 2.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。 （ × ） 3.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。 （ × ） × × × 4.两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极。 （ × ） 5.在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。 （ × ） 6.由于CaO＋H2OCa（OH）2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池。 （ × ） × × × ⁠ 题组一　原电池的工作原理 1.（2021·新高考广东卷）火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 （　　） A.负极上发生还原反应 B.CO2在正极上得电子 C.阳离子由正极移向负极 D.将电能转化为化学能 解析　根据题干信息可知，放电时总反应为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。A.放电时负极上Na发生氧化反应，失去电子生成Na＋，故A错误；B.放电时正极为CO2得到电子生成C，故B正确；C.放电时阳离子由负极移向正极，故C错误；D.放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D正确。故选B。 答案　B 2.如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是 （　　） A.外电路的电流方向为X→导线→Y B.若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁 C.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D.若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为X＞Y 解析　外电路电子流向为X→导线→Y，电流方向与其相反，A错误；X极失电子，作负极，发生氧化反应，Y极得电子，作正极，发生还原