(讲义)第2章 第2节 新知探究课9 化学反应能量转化的重要应用——化学电池-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(鲁科版2019)

新知探究课9　化学反应能量转化的重要应用——化学电池 1．了解原电池的工作原理及构成条件，学会设计原电池，形成“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。 2．能举例说明化学能转化成电能的实例及其应用。了解研制新型电池的重要性及常用的化学电池，形成“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。 一、原电池的构造及原理 1．初识原电池 (1)原电池：一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 (2)初识氢氧燃料电池 ①实验设计 实验装置 两极 反应 负极 氢气失去电子，发生氧化反应 正极 氧气得到电子，发生还原反应 电子转移 电子由负极通过导线流向正极，形成电流 ②结论：由于在两个石墨电极上有得失电子能力不同的物质——氢气和氧气；当形成闭合回路时，便会产生电流。 2．原电池的构造 3．原电池的基本工作原理 还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原电池是把电能转化为化学能的装置。 (　　) (2)在原电池中，正极发生氧化反应。 (　　) (3)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。 (　　) (4)在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 二、设计原电池及常见化学电源分类 1．设计原电池 (1)原电池设计(以Zn、Cu、稀H2SO4原电池为例) 依据 Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑ 实验现象 确定 负极 选择负极反应物：Zn 锌片逐渐溶解；正极材料表面有气泡产生 选择负极材料：Zn 确定 正极 选择正极反应物：H＋ 选择正极材料：Cu 构成闭 合回路 选择离子导体：稀硫酸 选择电子导体：导线 (2)装置 2．常见化学电源的分类 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。 (　　) (2)构成原电池的正极和负极材料必须都是金属。 (　　) (3)铅蓄电池是常见的一次电池。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)× 原电池的工作原理及正、负极的判断 在下列两装置中： 1．(1)能量转化方式：甲为________，乙为________________________________。 (2)甲、乙中的反应实质是否相同？ 提示：(1)化学能转化为热能　化学能转化为电能 (2)相同，都是Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu。 2．分析装置乙中的电极名称和溶液中的离子移动方向。 提示：锌为负极，铜为正极。在CuSO4溶液中Cu2+移向铜电极，而移向锌电极。 3．写出上述乙装置中锌电极上发生的电极反应并判断铜电极上发生反应的类型。 提示：锌电极为电池的负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2+；铜电极为电池的正极，发生得电子的还原反应。 1．原电池工作原理示意图(以铜锌原电池为例) 2．正、负极的判断(大多数原电池) 1．在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(　　) A．正极附近的浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出 D　[本题符合铜锌原电池的形成条件，原电池工作时，电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。负极锌片的电极反应为Zn－2e－===Zn2+；正极铜片的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑，原电池中没有O2产生。S移向负极，负极附近的浓度增大。] 2．氢氧燃料电池结构如图所示，其电池总反应是2H2＋O2===2H2O。下列有关该电池的叙述正确的是(　　) A．该电池将电能转化为化学能 B．a极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O C．b极是原电池的负极 D．工作时，OH－向b极方向移动 B　[原电池是将化学能直接转化为电能的装置，A项错误；H2在a极处发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，B项正确；a极为负极，b极为正极，C项错误；原电池中阴离子向负极移动，所以OH－向a极移动，D项错误。] 3．银锌纽扣电池放电时的反应为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，下列有关说法中错误的是(　　) A．Zn是电池的负极 B．Ag2O为正极，发生还原反应 C．电解质溶液可能是稀盐酸 D．银锌电池具有体积小、质量轻的优点 C　[Zn→Zn(OH)2，Zn化合价升高，发生氧化反应，故Zn为负极，A正确，Ag2O→Ag，Ag化合价降低发生还原反应，故Ag2O