内容正文:
大主题整合(二) 原电池 化学电源(2课时教学)
课标要求
1.认识化学能转化为电能的实际意义及其重要应用。
2.能分析、解释原电池的工作原理,能设计简单原电池。
3.能列举常见的化学电源,并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。
微课时突破1 基础知识一课过(零散知识系统化,为深化学习奠基)
形成大概念——建构知识体系
一原电池工作原理
[基础盘查]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原电池是电能转化为化学能的装置(×)
(2)理论上,任何反应都可设计成原电池(×)
(3)原电池放电时,电流方向由电源的负极流向正极(×)
(4)在锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生(×)
(5)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(×)
(6)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,必是铁为负极、铜为正极(×)
2.分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是( )
A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极
B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑
C.③中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑
解析:选B ②中Mg作正极,③中的Fe作正极,A错误;③中的Cu作负极,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,C错误;④中的Cu作正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,D错误。
3.在如图所示的5个装置中,不能形成原电池的是________(填序号)。③装置发生的电极反应式为
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案:②④ 负极:Fe-2e-===Fe2+,正极:2H++2e-===H2↑
[关键点拨]
(一)单液原电池和双液原电池的对比
名称
单液原电池
双液原电池
装置
总反应
Zn+Cu2+===Zn2++Cu
电极
负极:失去电子,发生氧化反应;
正极:得到电子,发生还原反应
微粒移动方向
电子:从负极流出经外电路流入正极;
电流:从正极流出经外电路流入负极;
离子:阴离子向负极移动(如SO),阳离子向正极移动
相同点
正、负极电极反应,总反应式,电极现象
不同点
还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,既有化学能转化为电能,又有化学能转化为热能,造成能量损耗
Zn与氧化剂Cu2+不直接接触,仅有化学能转化为电能,避免了能量损耗,故电流稳定,持续时间长
[注意] 盐桥不能用一根导线连接,因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池,一个是电解池。
(二)原电池中正、负极的确定方法
(三)原电池电极反应式的书写
1.先确定原电池的正、负极,列出正、负极上的反应物
2.根据氧化还原反应原理写出电极反应式
负极反应
负极上发生失去电子的氧化反应。要注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存,若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式
正极反应
正极上发生得到电子的还原反应。当正极上的反应物是O2时:若电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,与O2反应生成OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-;若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,O2得电子与H+生成水,电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O
3.写出电池总反应方程式
结合电子守恒将正、负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。
[注意] 若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的一极的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,用总反应式减去较易写出的一极的电极反应式,即可得到较难写出的另一极的电极反应式。
[验收评价]
考法(一) 原电池的工作原理
1.(2022·湖南等级考)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是( )
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:
2H2O+2e-===2OH-+H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂海水电池属于一次电池
解析:选B 海水中含有丰富的电解质,故A正确;Li是活泼金属,做负极,则N为正极,还可以发生电极反应O2+2H2O+4e-===4OH-,故B错误;Li易与水反应,玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应,并能传导离子,故C正确;该电池不可充电,属于一次电池,故D正确。
2.某实验小组设计了如图所示