内容正文:
第17讲 原电池 化学电源
第五章 化学反应与能量
复习目标
1.以原电池为例认识化学能可以转化为电能,从氧化还原反应的
角度认识原电池的工作原理,设计简单原电池。
2.体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池
的重要性。
3.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用,了解原
电池及其常见化学电源的工作原理;能利用相关信息分析化学
电源的工作原理,开发新型电池。
考点一 原电池的工作原理及应用
必备知识,识记理解
2.原电池的构成条件
(1)自发进行的氧化还原反应
(2)两个活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。
(3)两个电极(分别发生氧化反应、还原反应)。
(4)形成闭合回路(利用电解质)。
1.原电池概念
定义:将化学能转化为电能的装置。
一看有无外接电源,若有外接电源则为电解池,若无外接电源则可能为原电池;二看电极是否用导线相连,并与电解质形成闭合电路;三看电极能否发生氧化反应或还原反应
1.如何判定原电池?
2.原电池中的电解质是什么物质?
原电池中的电解质既可以是电解质的水溶液,又可以是能传导离子的固体电解质或熔融电解质,还可以是有机电解质溶液
3.原电池的工作原理(以Zn-Cu原电池为例)
单液电池
双液电池
电极名称 负极 正极
电极材料 Zn Cu
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
阴、阳离子移动方向
由负极沿导线流向正极
电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极
由负极沿导线流向正极
电子不下水,离子不上线
原电池分两极,负极氧化正极还。
电子由负流向正,离子阳正阴向负。
4.原电池正负极的判断(四看)
(1)一看材料:通常情况下,较活泼金属作负极,较不活泼金属作正极
燃料有机物作负极。氧气氯气往往作正极
(2)二看现象:通常情况下,负极质量减少,溶解等现象
正极质量增加,有气泡冒出
(3)三看反应:负极:电子流出——活动性较强——发生氧化反应;
正极:电子流入——活动性较弱——发生还原反应。
(4)四看流向:内电路--离子阳正阴向负(离子不上线)
外电路--电子由负流向正(电子不下水)
双液电池
?
双液电池中盐桥的组成和作用是什么?
(1)盐桥中通常装有由饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。
(2)盐桥的作用是减少液接电位连接内电路,形成闭合回路;平衡电荷,使原电池不断产生电流
盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应
盐桥中阴、阳离子电迁移率(u¥)相近
5.原电池原理的应用
(1)比较金属的活动性强弱
原电池中,________一般是活动性较强的金属,________一般是活
动性较弱的金属(或导电的非金属)。
(2)加快化学反应速率
氧化还原反应形成原电池时,反应速率加快。
(3)用于金属的防护
将需要保护的金属制品作原电池的________而受到保护。如要保护
一个铁质的输水管道不被腐蚀,可用导线将其与一块锌块相连,锌
块作原电池的____
(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
负极
正极
正极
负极
秒判正误
(1)原电池中负极材料的活泼性一定比正极强( )
(2)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( )
(3)某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥内可以是含
琼脂的KCl饱和溶液( )
(4)因为铁的活泼性强于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成
原电池,必是铁作负极、铜作正极( )
(5)10 mL浓度为1 mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的CuSO4溶液
能减慢反应速率但又不影响氢气生成量( )
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关键能力 讲练提升
能力一 原电