第六章 第一节 第3课时 设计原电池、化学电源（讲义及解析）-2023-2024学年高一化学必修第二册（人教版2019）

周星星·化学 第3课时 设计原电池、化学电源 知识点一 设计原电池 1.依据 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 2.设计思路 (1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。 (2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。 还原剂-ne-=氧化产物(负极电极反应)； 氧化剂+ne-=还原产物(正极电极反应)。 (3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 (4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 1．实例 以Fe+CuSO4=FeSO4+Cu为例 电极反应式 材料选择 装置 负极：Fe-2e-=Fe2+ 正极：Cu2++2e-=Cu 负极： 正极：Cu或C等(活泼性比Fe差的金属或导电的石墨棒均可) 电解质溶液： 溶液 【预习自测】 2．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池。( ) 3．原电池中负极上发生氧化反应。( ) 4．原电池中正极材料一定发生还原反应。( ) 5．原电池中正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应。( ) 6．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Fe+2Fe3+=3Fe2+”设计一个原电池。 回答下列问题： (1)选用 为负极，选择依据是 。 (2)正极材料可选用 ，选择依据是 。 (3) 溶液作电解质溶液。 (4)写出电极反应式：正极： ，负极： 。 (5)该原电池中电子从 极流出，电解质溶液中的阳离子(Fe3+)移向 极。 7．同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。 【提出问题】影响自制电池效果的因素有哪些？ 【查阅资源】电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。 【实验探究】 Ⅰ.按如图连接水果电池。 Ⅱ.实验记录如表： 序号 电极 电极间距 水果种类 电流表示数(μA) ① Cu—Al 2.0cm 西红柿 78.5 ② Cu—Fe 2.0cm 西红柿 70.3 ③ Al—Al 2.0cm 西红柿 0 ④ Cu—Al 2.0cm 柠檬 45.7 ⑤ Cu—Al 1.0cm 柠檬 98.4 ⑥ 石墨棒—Al 1.0cm 柠檬 104.5 【解释与结论】 (1)实验①②③的目的是 。对比实验①②③得出结论是 。 (2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比实验 (填序号)。对比④⑤得出结论是 。 【反思与探讨】 (3)水果电池中，水果的作用是 。 (4)对比实验①②③可知构成水果电池的电极必须具备的条件为 ，构成水果电池的其他要素还有 、 、 。 (5)水果电池是利用水果中的化学物质和金属发生化学反应而产生电能的一种装置，如将实验①中的西红柿换成硫酸铜溶液，进行实验，电流表示数不为零，Cu片和Al片上发生的电极反应式分别为 、 ，总离子方程式为 。 知识点二 化学电源 8．一次电池 (1)特点：电池放电后 充电(内部的氧化还原反应 逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌