内容正文:
第二单元 化学能与电能的转化
第1课时 原电池的工作原理
[预习作业]
(建议用时:15分钟)
一、原电池的工作原理
1.原电池概念:利用________反应原理将________能直接转化为________能的装置。
答案 氧化还原 化学 电
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
现象
锌片________,铜片上有________,电流表指针发生________
电极
Zn电极
Cu电极
电极名称
________
________
得失电子
________
________
电子流向
________
________
反应类型
________
________
电极反应式
________
________
电池总反应式
________________________________
答案 逐渐溶解 红色物质沉积 偏转 负极 正极 失电子 得电子 流出 流入 氧化反应 还原反应 Zn-2e-===Zn2+ Cu2++2e-===Cu Zn+Cu2+===Zn2++Cu
二、原电池的设计
理论上,能自发进行的________均能设计成原电池。实际设计时应注意以下几方面。
答案 氧化还原反应
1.外电路:负极(还原性较强的金属)正极(比负极还原性弱的金属或导电的非金属)。
2.内电路:将两极浸入________溶液中,使阴、阳离子做________。
答案 电解质 定向运动
3.闭合回路
答案 负极 正极
1.下列关于原电池的叙述正确的是( )
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转化为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极上发生还原反应
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
答案 B
解析 构成原电池的正、负极可以用金属电极与非金属电极,如石墨作电极,A错误;原电池中电子流出的一极发生氧化反应,C错误;电流的方向是从正极经外电路流向负极,与电子流动的方向是相反的,D错误。
2.根据原电池形成的条件分析下图所示各装置,其中有电流通过的是( )
答案 D
3.某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑,下列说法正确的是( )
A.可用硝酸作电解质溶液
B.可用锌作原电池正极
C.用铁作负极,铁的质量不变
D.可用铜作原电池正极
答案 D
解析 由电池反应的离子方程式可知,电池的负极为铁,则正极应是比铁不活泼的金属或非金属电极,B错误,D正确;在反应中负极不断被消耗,C错误;由反应中放出了氢气并生成了Fe2+可知,电解质溶液不可能是硝酸,A错误。
[课时作业]
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li+MnO2===LiMnO2,下列说法正确的是( )
A.Li是正极,电极反应式为Li-e-===Li+
B.Li是负极,电极反应式为Li-e-===Li+
C.MnO2是负极,电极反应式为MnO2+e-===MnO
D.Li是负极,电极反应式为Li-2e-===Li2+
答案 B
2.下列有关图甲和图乙两个装置的叙述不正确的是( )
A.甲、乙均为化学能转化为电能的装置
B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物
C.工作过程中,电子均由Zn经导线流向Cu
D.相同条件下,图乙比图甲的能量利用率高
答案 B
解析 两个装置都为原电池装置,均为化学能转化为电能的装置,A正确;根据原电池的工作原理,锌比铜活泼,锌作负极、铜作正极,铜本身不是反应物,B错误;锌作负极,电子从负极经外电路流向正极,C正确;图乙装置产生的电流在一段时间内变化不大,但图甲装置产生的电流在较短时间内就会衰减,D正确。
[归纳总结] 盐桥作用
(1)连接内电路形成闭合回路。
(2)维持两电极电势差(中和电荷),使电池能持续提供电流。
(3)提高能量转化的效率。
3.在探究柠檬电池的工作原理时,某课外小组同学发现:当按图1所示连接一个柠檬时,二极管不发光;按图2所示连接几个柠檬时,二极管发光。下列说法不正确的是( )
A.图1中二极管不发光,说明该装置不构成原电池
B.图2中铁环为负极、铜线为正极,负极的电极反应为Fe-2e-===Fe2+
C.图1中二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小
D.图2中所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和
答案 A
解析 图1中铁环、铜线与柠檬酸构成原电池,二极管不发光是因为单个柠檬电池提供的电压较小,A错误,C正确;图2中活泼金属铁作负极,不活泼金属铜作正极,负极的电极反应为Fe-2e-===Fe2+,B正确