第六章 第20讲 原电池 化学电源（教师用书）-【名师大课堂】2024年高考化学一轮总复习

第20讲　原电池　化学电源 [课程标准]　1.了解原电池及常见化学电源的工作原理。2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池和电解池。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。 考点一　原电池的工作原理 1．概念：把化学能转化为电能的装置。 2．构成条件 (1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生。 (2)二看两电极：一般是金属活动性不同的两电极。 (3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液。 3．工作原理(以铜锌原电池为例) (1)原理分析 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 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 由Zn沿导线流向Cu 盐桥中离 子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 (2)两种装置比较 ①盐桥作用：a.连接内电路形成闭合回路。b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流。 ②装置Ⅰ中有部分Zn与Cu2+直接反应，使电池效率降低；装置Ⅱ中使Zn与Cu2+隔离，电池效率提高，电流稳定。 4．原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 (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正极而受到保护。 (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根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。 [诊断辨析]　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池(　　) (2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极(　　) (3)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(　　) (4)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(　　) (5)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(　　) (6)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(　　) 答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ 要点一　原电池正负极的判断方法 1．(1)由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为________极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为____________极。 (2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由________极流向________极；电子由________极流向________极。 (3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向______极，阴离子移向________极。 (4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的________极失电子发生氧化反应，其____极得电子发生还原反应。 (5)根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为________极，增重或有气体逸出的一极为____极。 答案：　(1)负　正　(2)正　负　负　正　(3)正　负　(4)负　正　(5)负　正 [反思归纳]　原电池正、负极的判断 要点二　原电池的工作原理 2．在探究柠檬电池的工作原理时，某课外小组同学发现：当按图Ⅰ所示连接一个柠檬时，二极管不发光；按图Ⅱ所示连接几个柠檬时，二极管发光。下列说法不正确的是(　　) A．图Ⅰ中二极管不发光，说明该装置不构成原电池 B．图Ⅱ中铁环为负极、铜线为正极，负极的电极反应为Fe－2e－===Fe2+ C．图Ⅰ中二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小 D．图Ⅱ中所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和 A　[图Ⅰ连接一个柠檬时，形成原电池，二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小，A错误、C正确。图Ⅱ中多个柠檬电池串联，铁比铜活泼，则铁环是负极，负极上Fe失电子被氧化生成Fe2+，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，B正确。图Ⅱ所得的电池组是多个柠檬电池串联形成，故该电池组的总电压等于各个柠檬电池的电压之和，D正确。] 要点三　原电池原理的应用 3．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极_______________________，正极______________________，并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。 Ｋ 答案：　Cu－2e－===Cu2+　2Fe3+＋2e－===2Fe2+ [归纳总结]　画原电池装置图常见失分点 失分点一：不注明电极材料名称或元素符号。 失