专题7 第二单元 原电池-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，苏教版）

第二单元　原电池 一、原电池的工作原理及应用 1.原电池的概念及构成条件 概念 将化学能转化为电能的装置 构 成 条 件 反应 能自发进行的氧化还原反应 两极 两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极材料可以相同) 两导体 电子导体(导线、电极材料)与离子导体(电解质溶液、熔融电解质等) 一回路 ①两电极连接(通过导线或直接接触);②两电极插入离子导体 2.工作原理(以锌铜原电池为例) 类 型 单液原电池 双液原电池 装 置 三 反 应 总反应:Zn+Cu2+Zn2++Cu 负极:Zn-2e-Zn2+(氧化反应) 正极:Cu2++2e-Cu(还原反应) 三 方 向 不 同 点 还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,有部分化学能转化为热能,造成能量损耗,电流逐渐衰减 还原剂Zn与氧化剂Cu2+不直接接触,避免了能量损耗,电流稳定,持续时间长 3.原电池原理的应用 (1)设计制作化学电源。 ①明确电极:判断出氧化剂、还原剂,明确电极,拆分为两个半反应; ②选择材料:分析两极状态,确定电极材料。若为固态可作电极材料,若为溶液则作电解液,然后补充缺少的电极材料及电解液。单液:添加活泼性比负极弱的金属或石墨电极;双液:一般添加电极材料(电解质溶液中阳离子)与电解质溶液中阳离子(电极材料)相同。 ③构成回路:将材料依次组装连接,双液原电池中间连接盐桥。 ④画出装置:画出装置图,按要求标出相应信息。 (2)加快化学反应速率。 一个自发进行的氧化还原反应,形成原电池时反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时用粗锌或加入少量CuSO4溶液构成原电池,反应速率增大。 (3)比较金属的活动性强弱。 原电池中,电解质溶液为酸性或中性时,一般活动性强的金属作负极,而活动性弱的金属(或非金属导体)作正极。 (4)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。 [理解·辨析] 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)任何氧化还原反应均可设计成原电池。(　　) (2)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极,活泼金属一定为负极。(　　) (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)铁铜原电池中,负极反应式为Fe-3e-Fe3+。(　　) 解析:(1)理论上,任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池。 (2)不一定,如Mg-NaOH-Al电池中,Al为负极。 (3)电解质溶液中阴、阳离子定向移动形成电流,电子“不下水”。 (4)溶液和盐桥中的阳离子均向正极移动。 (5)一般情况下,原电池中铁作负极只能失两个电子形成亚铁离子。 答案:(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 二、化学电源 1.电池优劣的标准 一是看电池单位质量或体积所能输出电能的多少(比能量)或输出功率的大小(比功率),二是看电池可储存时间的长短。 2.常见化学电源 电池 电极反应 一次 电池 碱性锌锰电池 总反应:Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2 负极:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 正极:2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH- 银锌电池 总反应:Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag 负极:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 正极:Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH- 二次 电池 铅蓄电池 放电过程与充电过程相反 总反应:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(不是可逆反应) 放电 负极:Pb+S-2e-PbSO4 正极:PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O 充电 阴极:PbSO4+2e-Pb+S 阳极:PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++S 燃料 电池 氢氧燃料电池 酸性 总反应:2H2+O22H2O 负极:2H2-4e-4H+ 正极:O2+4e-+4H+2H2O 碱性 总反应:2H2+O22H2O 负极:2H2+4OH--4e-4H2O 正极:O2+2H2O+4e-4OH- [理解·辨析] 1.判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)碱性锌锰干电池是一次电池,其中MnO2是催化剂,可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长。(　　) (2)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。(　　) (3)铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加。(　　) (4)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧,然后热能转化为电能。(　　) 解析:(1)MnO2是氧化剂,作正极。 (2)充电、放电条件不同且不同时发