第2章 第2节 第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

第二课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池 新知探究(一)——原电池及工作原理 1．原电池的概念 利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 2．原电池的工作原理 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。 (1)还原剂在负极上失去电子，是负极反应物。 (2)氧化剂在正极上得到电子，是正极反应物。 (3)电极材料通常是能够导电的固体。 (4)能够传导电荷的电解质作为离子导体，导线则作为电子导体，起到传导电子形成闭合回路的作用。 3．组装原电池的基本条件 电极反应物 得失电子能力不同的物质(氧化剂和还原剂) 两个电极 能导电的物质 电子导体 导线 形成闭合回路 离子导体 传导电荷的电解质 4．氢氧燃料电池的构成要素 氢气和氧气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。 [微点拨]　①原电池中电极不一定参加化学反应，如氢氧燃料电池中的电极就不参加反应。②金属K、Na、Ca的活泼性强，不作原电池电极。 5．原电池正、负极的判断 [题点多维训练] 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)原电池中正极一定是不活泼金属。(×) (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)原电池工作时，电子从正极流出。(×) (5)原电池正极上发生还原反应。(√) (6)原电池在工作时，电子可以通过电解质溶液形成电流。(×) 2．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是(　 ) A B C D 锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶 硅太阳能电池 解析：选A　锂离子电池是将化学能转化为电能的装置，A符合题意；太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置，B不符合题意；燃气灶是将化学能转化为热能的装置，C不符合题意；硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，D不符合题意。 3．某原电池，两电极中一个为碳棒，一个为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是(　 ) A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为稀硫酸 B．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为稀硫酸 D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 解析：选C　a极上有大量气泡生成，说明a是正极，应该是碳棒，负极b是铁片，烧杯中的溶液可以是稀硫酸，不能用硫酸铜溶液，否则正极上会析出金属铜，A、B、D错误，C正确。 4．(1)原电池的两个电极的电极材料必须都是金属吗？ 答案：不是，如石墨电极可作原电池的电极，石墨是非金属。 (2)下列装置中能够构成原电池的是________(填序号)，其他不能构成原电池的装置试分别说明理由：_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：③⑤　①中只有一个电极；②中两个电极的活泼性相同；④中为非电解质溶液，不能导电；⑥中电解质溶液(内电路)未形成闭合回路 新知探究(二)——设计简单的原电池和化学电池分类 (一)设计简单的原电池 1．设计思路 2．设计依据 设计原电池要依据原电池的构成条件来进行： (1)一个自发进行的氧化还原反应； (2)两个导电的电极； (3)电解质溶液及导线构成闭合回路。 3．设计实例 (1)设计活动 设计思路及依据 实验现象 氧化还原反应如Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 铜片上有大量的无色气泡产生并逸出，锌片不断溶解，电流表指针发生偏转 确定负极 选择负极反应物：Zn 选择负极材料：锌片 确定正极 选择正极反应物：H＋ 选择正极材料：铜片 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 (二)化学电池的分类 1．分类 2．化学电源实例 (1)干电池——一次电池 ①特点：放电之后不能充电。 ②示例：锌锰电池。 (2)充电电池——二次电池 特点 放电时所进行的氧化还原反应，充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态 示例 铅蓄电池、锂离子电池 [典例]　请利用反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计一个能产生电流的装置并画出简单的装置示意图，标明电极材料及电极名称(可选用品：铜片、锌片、铁片、石墨棒、NaCl溶液、FeCl3溶液、FeCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、导线、滤纸、烧杯、电流表)。 (1)负极反应物可选择________，负极