1.导学案4. 第6章 第一节 第3课时 原电池原理的应用 化学电源-【满分思维】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

第3课时　原电池原理的应用　化学电源　

学习任务一:原电池原理的应用

必备知识·探究

1.现有如图所示装置:

(1)产生H2的位置有什么不同?能量转化形式有什么不同?

提示:装置甲中Zn棒表面产生H2,化学能转化为热能。装置乙中Cu棒表面产生H2,化学能转化为电能。

(2)哪个装置产生的气泡快?为什么?

提示:装置乙产生气泡快。装置甲中,氧化反应和还原反应都在Zn表面进行,生成的Zn2+排斥H+,使H+越来越难靠近Zn表面得电子。装置乙构成了原电池,氧化反应和还原反应分别在两个不同区域进行,Zn失去的电子沿导线聚集在Cu棒上,溶液中H+非常容易靠近Cu表面得电子生成H2,因此反应速率快。

2.利用原电池原理,设计实验比较锌和锡金属性的强弱。

提示:将锌片与锡片用导线相连,浸入稀H2SO4中,发现锌片逐渐溶解、锡片表面有气泡产生,即锌作原电池的负极,锡作原电池的正极,可知金属性:锌>锡。

3.已知反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+,请将该反应设计成原电池,画出原电池装置图并标出正、负极。

提示:先确定两个电极,负极上物质失电子,元素化合价升高,所以铜作负极,再找活泼性比铜弱的碳棒或银棒作正极;从反应中可以看出电解质溶液中必须含有银离子,所以可用硝酸银溶液作电解质溶液。装置图如图所示:

核心要点·归纳

1.加快化学反应速率

把某些在水溶液中发生的置换反应,设计成原电池可以加快化学反应速率。

2.比较金属活动性强弱

两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼,但注意:“Mg-NaOH溶液-Al”原电池的负极为Al;“Cu-浓硝酸-Fe(Al)”原电池的负极为Cu。

3.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(如电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。

(2)选择合适的材料

①电极材料:电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料,或者在该氧化还原反应中,本身失去电子的材料;正极材料一般活泼性比负极的弱,也可以是能导电的非金属。

②电解质溶液:电解质溶液一般能与负极材料反应。

(3)实例:以Fe+CuSO4===FeSO4+Cu为例