第6章 第2节 原电池 化学电源-【创新教程】2024高考化学总复习大一轮教师用书word（新教材，人教单选版）

第二节　原电池　化学电源 课程标准 核心素养(教师用书独具) 1.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池 2．能列举常见的化学电源，并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，如新型电池的开发等 1.变化观念与平衡思想：认识原电池的本质是氧化还原反应。能多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转换 2．证据推理与模型认知：能利用典型的原电池装置，分析原电池原理，建立解答原电池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律 3．科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与原电池有关的社会热点问题作出正确的价值判断 考点一　原电池工作原理及其应用 一、概念和反应本质 原电池是把　化学能转化为电能　的装置，其反应本质是　氧化还原反应　。 二、原电池的构成条件 1．能自发地发生　氧化还原　反应。 2．两个　活泼性不同　的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。 (1)负极：活泼性较强的金属。 (2)正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属。 3. 形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： (1)电解质溶液； (2)两电极直接或间接接触； (3)两电极插入电解质溶液中。 三、工作原理 以铜锌原电池为例 1．反应原理 电极名称 负极 正极 电极材料 　锌片　 　铜片　 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 由　Zn　沿导线流向　Cu　 盐桥中离子移向 盐桥中含饱和KCl溶液，　K＋　移向正极，　Cl－　移向负极 原电池反应方程式 Zn ＋ Cu2＋===Zn2＋＋Cu 两类装置的不同特点 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 2.盐桥的组成和作用 (1)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：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。 四、原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应的速率 一个　自发　进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率　增大　。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作　负极　的金属比作　正极　的金属活泼。 3．用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的　正　极而受到保护。 4．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。 如：根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 设计的原电池为： 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极(　√　) (2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强(　×　) (3)Mg、Al形成的原电池，Mg一定作负极(　×　) (4)原电池工作时，正极表面一定有气泡产生(　×　) (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)用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率(　√　) (7)铁­铜原电池中，负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋(　×　) (8)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过电解质溶液流回负极(　×　) 2．(2023·北京市一六一中学高三开学考)北京冬奥会赛区内将使用氢燃料清洁能源车辆，某氢氧燃料电池工作示意图如下。请回答下列问题： (1)电极a为电池的　_________　极(填“正”或“负”)，其电极反应式是　______　。 (2)OH－向　___________　极移动(填“a”或“b”)。 答案：(1)负　H2－2e－＋2OH－===2H2O　(2)a ◆[题组1]　原电池的工作原理　 1．(2023·汉中市二模)“践行双碳目标，助力绿色冬奥”，2022年北京冬奥会使用近700余辆搭载国家电投氢能公司全自主研发“氢腾”燃料电池系统的宇通氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如下图，下列说法正确的是(　　) A．b极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ B．电子流向为：从电极a经电解质溶液到电极b C．装置工作一段时间后，电解质溶液的pH增大 D．正极每消耗2.24 L H2，转移2 mol电子 解析：C　[由图可知，通入氢气的a电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2－