第六章 第2节 原电池 化学电源-【创新教程】2024高考化学复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

第2节　原电池　化学电源 素养 呈现 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。(宏观辨识与微观探析) 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。(证据推理与模型认知) 考点一　原电池工作原理及其应用 [教材梳理·自主预诊] 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 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．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原电池工作时，正极表面一定有气泡产生( × ) 提示：若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。 (2)Mg、Al形成的原电池，Mg一定作负极( × ) 提示：Mg、Al与氢氧化钠溶液形成的原电池，Mg作正极。 (3)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( × ) 提示：燃料电池中正、负极(如Pt电极)不参与反应，而是燃料参加反应。 (4)用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率( √ ) (5)铁­铜原电池中，负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋( × ) 提示：铁参与原电池反应时一般生成Fe2＋。 (6)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( × ) 提示：原电池工作时，电解质溶液中的阴离子向负极移动。 (7)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( × ) 提示：电子只能在导线上运动，不能在溶液中传输。 2．按要求填空。 3．下列装置可以形成原电池的是　________　，并写出形成原电池的电极材料及电极反应式：正极：_________________________________________________________； 负极：　________________　。 答案：B　Ag　2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu Cu－2e－===Cu2＋ [题组集训·夯实基础] ◆[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　[由题图可知，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H2－2e－===2H＋，通入氧气的电极b为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。A.由分析可知，通入氧气的电极b为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电