第6章 第20讲 化学能转化为电能——电池-【优化探究】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（鲁科版双选 新教材 新高考）

第20讲　化学能转化为电能——电池 [课程标准]　1.变化观念与平衡思想：认识原电池的本质是氧化还原反应。能多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转换。2.证据推理与模型认知：能利用典型的原电池装置，分析原电池原理，建立解答原电池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。3.科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与原电池有关的社会热点问题做出正确的价值判断。 考点一　原电池的工作原理及应用 授课提示：对应学生用书第185页 1．概念和反应本质 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 2．构成条件 (1)两个电极(大多数不同，也可能相同，如氢氧燃料电池等)； (2)能导电的电解质(电解质通常是溶液，也可能是熔融状态或固体电解质)； (3)形成闭合回路(首尾连接)； (4)形成自发的氧化还原反应。 3．工作原理(以锌铜原电池为例) (1)工作原理 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 电流方向 由Cu沿导线流向Zn 电解质溶液中离子流向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动 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 电池总反应方程式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (2)盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。 ②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。 诊断辨析 (正确的画“√”，错误的画“×”) (1)原电池工作时，正极表面一定有气泡产生。(×) (2)Mg­Al形成的原电池，Mg一定作负极。(×) (3)在原电池中，正极材料本身一定不参与电极反应，负极材料本身一定要发生氧化反应。(×) (4)实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳。 (√) (5)铁铜原电池中，负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋。(×) (6)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。(×) (7)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。(×) 1．模型构建：原电池工作原理的思维模型 2．方法归纳：判断原电池正、负极的5种方法归纳与整合 题组一　原电池工作原理 1．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　) 选项 M N P A Zn Cu 稀H2SO4 B Cu Fe 稀HCl C Ag Zn AgNO3溶液 D Zn Fe Fe(NO3)3溶液 解析：在装置中电流计指针发生偏转，说明该装置构成了原电池，根据正负极的判断方法，溶解的一极为负极，增重的一极为正极，所以M棒为正极，N棒为负极，且电解质溶液能析出固体，则只有C项符合题意。 答案：C 2．(双选)下图中四种电池装置是依据原电池原理设计的，下列有关叙述错误的是(　　) A．①中锌电极发生氧化反应 B．②中电子由b电极经导线流向a电极 C．③中外电路中电流由A电极流向B电极 D．④中LixC6作负极 解析：①中Zn为负极发生氧化反应，A说法正确；②中NH3在负极反应，O2在正极反应，则电子由a电极经导线流向b电极，B说法错误；在原电池中阴离子移向负极，所以③中A电极为负极，B电极为正极，则外电路中电流应由B电极流向A电极，C说法错误；④中根据电子移动方向可以确定LixC6作负极，D说法正确。 答案：BC 3．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。 0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是 ， 溶液中的H＋向 极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是 。 答案：2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O　正　常温下，Al在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al的进一步反应 题组二　聚焦“盐桥”原电池 4．如图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O”设计