第13讲 原电池和化学电源 -【暑假衔接班】2023年新高二化学暑假精品衔接课程（沪科版2020选择性必修1）

第13讲 原电池和化学电源 · 教学目标 1. 通过对锌铜双液原电池的分析，进一步理解原电池的工作原理，形成原电池的认知模型 2. 了解几种重要的化学电源，能利用原电池模型解释一些化学电池的工作原理 3. 从能量转化的角度进一步感受化学学科对生产生活的重要影响 模块一 原电池的工作原理 知识预习 · （一）原电池 1、原电池的定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。 2、形成原电池的条件： 1 电极：有两种活性不同的金属（或一种是非金属导体）做电极，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属（或非金属）为正极。 2 电解质溶液：电极材料均插入电解质溶液中。 3 整个装置必须形成闭合电路。 4 自发进行的氧化还原反应 3、原电池的化学原理： （1）自发进行的氧化还原反应在两极进行 （2）电子从负极（较活泼的金属）流向正极（较不活泼的金属或非金属），负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 如：Cu─CuSO4─Zn原电池： 正极： Cu2+ + 2e- = Cu↑ 正极得电子，发生还原反应 　　负极： Zn - 2e- = Zn2+ 负极失电子，发生氧化反应 　 总反应式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 【例1】某原电池总反应为，设为阿伏伽德罗常数的值，下列有关说法不正确的是 A．不是还原产物 B．每生成，电子转移是 C．其正极反应式是 D．单质锂是还原剂，该电池可用水作溶剂 【答案】D 【解析】A．和中元素为价，反应前后价态不变，故不是还原产物，故A正确； B．生成S，S元素由价降低为价，每生成，电子转移，转移电子数为，故B正确； C．为正极反应物，电极反应式为，故C正确； D．性质活泼，能与水反应，故该电池不可用水作溶剂，故D错误； 故选。 【例2】某Mg-Al原电池的示意图如图，下列说法正确的是 A．M电极的材料为Mg B．N电极上发生氧化反应，得到电子 C．电池工作时，向M电极移动 D．电池工作时，电路中电子的流动方向为N→导线→M→NaOH溶液→N 【答案】A 【解析】A．据分析，N为铝，则 M电极的材料为Mg，A正确； B． N电极上铝发生氧化反应，失去电子，B错误； C． 电池工作时，负离子向负极移动，则向N电极移动，C错误； D． 电池工作时，电子只在外电路移动，不会进入溶液，则电路中电子的流动方向为N→导线→M，D错误； 答案选A。 模块二 化学电源-电池 知识预习 · 干电池 碱性锰锌干电池 碱性锌锰电池：正极是二氧化锰，负极是锌，电解质以氢氯化钾（KOH）较为常见。碱性电池可以说是普通锌锰电池的升级产品。 负极反应： Zn + 2OH-- 2e- = Zn(OH)2 正极反应： MnO2 + H2O+ e- = MnO(OH) + OH- 总反应： Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH) · 铅蓄电池（放电）： 正极 (PbO2) ：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ PbSO4 + 2H2O 　　 负极 (Pb) ：Pb - 2e-+ (SO4)2- PbSO4 总反应式：Pb + PbO2 + 4H+ + 2(SO4)2- 2PbSO4 + 2H2O　 · 氢燃料电池 · 氢氧燃料电池（中性介质）： 正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 　　 负极：2H2 - 4e- = 4H+ 　　 总反应式：2H2 + O2 = 2H2O · 氢氧燃料电池（酸性介质）： 正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 　　 负极：2H2 - 4e- = 4H+ 　　 总反应式：2H2 + O2 = 2H2O · 氢氧燃料电池（碱性介质）： 正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 　　 负极：2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O 　　 总反应式：2H2 + O2 = 2H2O 【例3】我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合，实现协同转化。 ①单独制备：，不能自发进行； ②单独脱除：，能自发进行。 协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列分析错误的是    A．左侧电极电势比右侧电极电势低 B．产生的电极反应