第四章 第一节 原电池(讲义)-【红对勾讲与练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1(人教版 单选版)

第一节 原电池 学习目标 核心素养 􀪋 􀪋 1.以铜锌原电池为例，了解原电池的工 作原理。 2.熟悉几种常见化学电源的组成及工作 原理，会熟练书写电极反应式。 3.了解化学电源的广泛应用、废旧电池 对环境的危害及处理方法。 1.变化观念与平衡思想：进一步深化对化学能与电能相互转化的认识， 了解从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，理解带有盐桥 原电池的实用性。 2.证据推理与模型认知：建立对原电池过程的系统分析思路的认识模 型，提高对原电池本质的认识。 3.科学态度与社会责任：依据生活和工业生产上的过程，设计简单的原 电池，有致力于新型电池开发的科学态度与社会责任。 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 一、原电池 1.概念:利用氧化还原反应原理将 能转化 为 能的装置。 2.构成条件: (1)具有两个 不同的电极。 (2)合适的离子导体(如 溶液)。 (3)形成 回路。 (4)能自发地发生 反应。 3.工作原理(以锌铜原电池为例): (1)实验现象 ①电流表指针 。 ②锌片 。 ③铜片上有 。 ④将盐桥取出,电流表指针 。 (2)工作原理 电极 Zn电极 Cu电极 电极名称 得失电子 续表 电极 Zn电极 Cu电极 电子流向 反应类型 电极反应式 总反应式 4.盐桥:盐桥中装有含 的琼胶,离子在 其中 。 二、原电池的设计 理论上,能自发进行的氧化还原反应均能设 计成 原 电 池。实 际 设 计 时 应 注 意 以 下 几 方面。 (1)外电路 负极 性较强的物质被 e-↓ 正极 性较强的物质被 (2)内电路 将两极浸入 溶液中,使阴、阳离子 。 (3)闭合电路 外电路 负极 e- → 正极 内电路 阴离子向 移动,阳离子向 移动 ↑ ↑ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 124 第四章　化学反应与电能　　　　　　　 三、化学电池的分类与优劣 1.化学电池的分类及其特点 一次电池 活性物质消耗到一定程度,就 , 如普通的锌锰电池、碱性锌锰电池 → 二次电池 放电后可以再 使活性物质获得 再生,如铅蓄电池、镍镉电池 → 燃料电池 燃料 ,氧化剂 ,如氢氧 燃料电池 → 2.化学电池的优点 (1)方便携带、易于维护; (2) 较高,供能稳定可靠; (3)可以制成各种形状、大小和容量不同的电池 及电池组等。 3.判断电池优劣的主要标准 (1)比能量: 所能输出电能 的多少。 (2)比功率: 所能输出功率 的大小。 (3)电池可储存时间的长短。 四、一次电池———碱性锌锰电池 1.基本构造 2.组成 正极: ;负极: ;电解质: 。 3.工作原理 负极反应: ; 正 极 反 应:2MnO2 +2e- +2H2O 􀪅􀪅 2MnO(OH)+2OH-; 总 反 应:Zn + 2MnO2 + 2H2O 􀪅􀪅 2MnO(OH)+Zn(OH)2。 4.特点:碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好, 它的比能量和可储存时间均有提高,适用于 大电流和连续放电。 五、二次电池 1.铅酸蓄电池 (1)基本构造 (2)组成 负极:Pb;正极: ;电解质溶液: 。 (3)工作原理 ①放电过程: 负极: ; 正极: ; 总反应: 。 ②充电过程: 铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程 。 ③铅酸蓄电池的充、放电过程: Pb+PbO2+2H2SO4 放电 充电􀜩􀜨􀜑 2PbSO4+2H2O。 (4)优缺点 ①优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安 全可靠、价格低廉,在生产、生活中应用广泛。 ②缺点:比能量低、笨重,废弃的电池污染 环境。 2.锂离子电池 (1)组成 负极: ;正极: ;电解质溶 液: 。 (2)工作原理 ①放电过程: 负极: ; 正极: ; 总反应: 。 放电时,锂离子由石墨中 移向 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋