4.1 原电池(教师用书Word)-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

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第四章 化学反应与电能

第一节 原电池

[学习目标]

1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。能分析、解释原电池的工作原理,能设计简单的原电池。(宏观辨识与微观探析) 

2.能列举常见化学电源,并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。(证据推理与模型认知) 

3.认识新型化学电池的作用,增强科技意识,不断研发新型电池,满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池,减少其对环境的污染。(科学态度与社会责任)

知识点1 原电池的工作原理

1.原电池的概念

利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。

2.原电池的形成条件

3.单液原电池的缺点

如锌片、铜片与稀硫酸以导线连接构成的原电池,因原电池中氧化反应与还原反应并没有完全隔开,电流会逐渐衰减。

4.双液原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)

装置

电极

锌片

铜片

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现象

逐渐溶解

有红色物质析出

电极名称

负极

正极

得失电子

失电子

得电子

电子流向

流出

流入

反应类型

氧化反应

还原反应

电极

锌片

铜片

电极反应式

Zn-2e-===Zn2+

Cu2++2e-===Cu

总反应式

Zn+Cu2+===Zn2++Cu

5.盐桥及其作用

(1)成分:含KCl饱和溶液的琼胶。

(2)离子移动方向:Cl-移向负极区,K+移向正极区。

(3)作用:使两个半电池形成闭合回路(通路),使氧化还原反应持续进行,原电池得以不断地产生电流。

知识点2 化学电源

1.化学电源的分类与优劣

(1)化学电源的分类

化学电源包括一次电池、二次电池和燃料电池等。原电池是各种化学电源的雏形。

(2)电池的优点

①方便携带、易于维护。

②能量转化率较高,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:单位质量或单位体积所能输出电能__的多少。page number 1

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②比功率:单位质量或单位体积所能输出功率__的大小。

③电池可储存时间的长短。

2.一次电池

(1)概念:放电后不可再充电的电池。一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫作干电池。

(2)碱性锌锰电池

构造示

意图

负极反应

Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2

正极反应

2MnO2+2H2O+2e-===2MnO(OH)+2OH-

电解质

KOH

总反应

Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2

(3)特点:碱性锌锰电池比普通锌锰电池的性能好,它的比能量和可储存时间均有所提高。

3.二次电池

Ⅰ.铅酸蓄电池

(1)概念:放电后可以再充电而反复使用的电池,又称可充电电池或蓄电池。

(2)铅酸蓄电池(常见的二次电池)

构造示意图

放电

负极

Pb+SO-2e-===PbSO4

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