63-64原电池原理及应用(学生版).doc

教学课题第人章化学反应与能量变化 基础课时3原电池原理及应用综合课时4新型化学电源教学目标1. 了解原电池的工作原理2. 能写出电极反应式和电池反应方程式3. 了解常见化学电源的种类及其工作原理教学重点与难点写出电极反应式和电池反应方程式泉础课肘3 房电池房理及应用考点一原电池的工作原理及其应用1. 原电池的概念：将化学能转化力电能的装置2. 原电池的构成条件：(1) 能自发地发生氧化还原反应2) 两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)① 负极：活泼性较强的金属② 正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属3) 电极均插入电解质溶液中4) 构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)3. 工作原理以锌铜原电池为例电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn — 2e^^=Zn21Cu21 + 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盐桥中离盐桥中含饱和KC1溶液，子移向1C移向正极，11移向负极原电池反应方程式Zn + Cu2+^=Zn2*4- Cu要点提取(1) 原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应 中得失电子的数目写为相同，相加便得到电池总反应方程式。

2) 不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中的浓度基本不变(3) 原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快4. 原电池原理的三大应用(1) 加快氧化还原反应的速率一个A发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率遭太例如，在Zn与稀H2SO4g应时加入少量(：旧04溶液 能使产生H2的反应速率加快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3) 设计制作化学电源① 首先将氧化还原反应分成两个半反应② 根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液如：根据反应 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 设计的原电池为：【互动思考】1. 原电池内部阴、阳离子如何移动？为什么？2.判断正误，正确的划“错误的划“X（1） 在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（ ）（2） 在原电池中，贞极材料的活泼性一定比正极材料强（ ）（3） 在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应（（4） 带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长（ ）STEP考点精练练有所得.得有高度［乐向题组11.某原电池装置如阁所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。

下列说法正确的是 /1 mol • I/1 盐酸阳离子交换膜 （只允许阳碑子通过） AgCl/AgA. 正极反应为AgCl + e =Ag + ClB. 放电时，交换膜右侧溶液中有大fi白色沉淀生成C. 若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D. 当电路中转移0.01 mol e_时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子示意图如图该电池工作时，下列说2. Mg-H2O2电池可川于驱动无人驾驶的潜航器该电池以海水力电解质溶液， 法正确的是（）A. Mg电极是该电池的正极 B. H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大 D.溶液中C厂向正极移动【考向揭示】由以上题组训练，可得出本考点的基本命题方向如下：1. 原电池的构成条件2. 原电池原理及应用3. 以新型化学电池为载体，考查原电池正贞极的判断，电极反应式的书写，电解质溶液的变化等［跟进题组］1. 下列有关原电池的判断中正确的是()A. 工作巾原电池的负极发生还原反应 B.原电池的正、负极材料不一定都参与反应C.原电池的正极在放电后质量一定增加 D.原电池的正极是电子流岀的一极2. 用a、b、c、d|A|种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是()◊实验装置甲乙丙a [bC (bdj1aZXZZ/5ZXZZ//////Se —•• •• • XL•-•必-•Se —L•-•必-•一 ■•浐-•稀112804CiiSO4溶液稀112504现象a不断溶解C的质量增加a上有气泡产生A. 装置甲中的b金属是原电池的负极 B.装置乙中的c金属是原电池的阴极C.装置丙中的d金属是原电池的正极 D.四种金属的活泼性顺序：d>a>b>c3.利用反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,设计一个原电池装置。

1) 画出简易装置图，标明电极材料和电解质溶液2) 简易装置的效率不高，电流在短吋间内就会衰减为解决以上问题，常将原电池设计成带盐桥的装置，画出该原电 池装置，标明电极材料和电解质溶液3) 写出两个电极上的电极反应负极： ,正极： 方法技巧】原电池正、负极判断方法(内电路) ［正向正，负向负］说明原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解屑溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势考点二化学电源STEP |知识串讲q ■ I 学有所思.思有深S1. 一次电池(碱性锌锰干电池)碱性锌锰干电池的工作原理如图：负极(Zn)，电极反应式： Zn+2OH:2e-^=^nO+H2O-f智芡正极(Mn02)，电极反应式：的氮口物 MnO2+2H2O+2e-=Mn(OH)2+2OH- ■2 总反应:金屆外壳 Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(()H)22. 二次电池(以铅蓄电池为例)(1) 放电时的反应① 货极反应：Pb + SO4 — 2e_^=PbSC)4;② 正极反应：PbO2+4H+ + SOr+2e_=PbSO4+2H2O;③ 总反应：Pb + FbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。

2) 充电时的反应① 阴极反应：PbSO4 + 2e~=Pb + SOf ；② 阳极反应：PbSO4 + 2H2O-2e"=PbO2+4H+ + SOf；③ 总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4◊3. 燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种酸性碱性负极反应式2H，一4e 一——4Hh2H,+4OH"-4e"=——4H?O正极反应式O2+4H++4e———2H2OOo+2HoO+4e"--4OFT电池总反应式2H2+Oo——2H2O要点提取原电池中电极反应式的书写(1) 如果题目给定的是图示装置，先分析正、贞极，再根据正、贞极反应规律写电极反应式2) 如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素化合价的变化情况)，再选择 一个简单变化情况写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果3) 需要特别指出，对于可逆电池的反应，需要看清楚“充电”、“放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电 的过程应用电解原理4) 原电池电极反应式的书写一定要考虑介质的影响。

互动思考】1. 可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？2. (1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将 ，溶液的pH将 (填“减小”、“增大”或“不变”)(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将 ,溶液的pH将 (填“减小”、“增大”或“不变”)STEP考点精练□练有所得.得有髙度［示向题组］1.下列电池工作时，02在正极放电的是()oA.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池2. 2013年3月我国科学家报道了如阁所示的水溶液锂离子电池体系下列叙述错误的是(A. a为电池的正极B. 电池充电反应为 LiMn2O4=Li,-xMn2O4+xUC. 放电时，a极锂的化合价发生变化D. 放电时，溶液中Li+从b向a迁移【考向揭示】由以上题组训练，可得出本考点的基本命题方向如下:1. 常见新型电池如燃料电池、可充电电池的判断2. 原电池电极反应式和电池反应方程式的书写［跟进题组］1. 某新型氢氧燃料充电电池采用了特殊金属合金材料，可以将氢以固态存储在固态金属合金(M表术固态金属合金) 的基体中，与通常的压缩氢气罐相比，其安全系数也很高，并且易于氢气的充放。

下列有关说法中正确的是()oA. 该氢燃料充电电池是将电能转化为化学能B. 固态金属合金作还原剂C. 该电池工作过程中的总反应々h2+m=mh2D. 该电池反应的最终产物为H202. “ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔下列关 于该电池的叙述错误的是()NaAlCU 多孔 Ni/NiCI2 钠离子汙体液体金W钠钢壳A. 电池反应中有NaCI生成B. 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C. 正极反应为 NiCl2+2e_=Ni + 2Cl一D. 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动3. (1)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池，其正极的电极反应式为 o⑵］以A1和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液纟 11成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2该电池反应的 化学方程式是(3) 铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示该电池反应的化学方程式为AI电极AgO/Ag电极NaOH/NaAIO2（4）Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，其电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极 的Zn转化为K2Zn（OH）4,写出该电池反应方程式：阳离子交换股【思维建模】列物质标得失电极反应式书写的三个步骤C02 r-J \ cor h2o 士lJJ —按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应物和产物，找出得失电子的数量。

看环、境 配守恒电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，_如碱性介质中生成的H+应让其结合OH_生成水电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等，并加以配平两式加 验总式_两电极反应式相加，与总反应离子方程式对照验证STEP3限时训练扣点强化.知能提升1. 下列有关电池的说法不正确的是（）B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D.锌锰干电池中，锌电极是负极A.上用的锂离子电池属于二次电池C. 甲醇燃料电池可把化学能转。