培優(yōu)生-教師用-原電池

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1、原電池知識梳理化學(xué)能與電能Ⅰ.課標(biāo)要求1.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用及其對人類文明發(fā)展的貢獻(xiàn)。2.舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其運(yùn)用，認(rèn)識化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能對現(xiàn)代化的重大意義，初步了解化學(xué)電池的化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)（氧化還原反應(yīng)）及研制新型電池的重要性。Ⅱ.考綱要求1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。Ⅲ.教材精講1、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式電能

2、(電力)火電（火力發(fā)電）化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能缺點(diǎn)：環(huán)境污染、低效原電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能優(yōu)點(diǎn)：清潔、高效2、原電池原理（1）概念：把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。（2）原電池的工作原理：通過氧化還原反應(yīng)（有電子的轉(zhuǎn)移）把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?）構(gòu)成原電池的條件：a.電極為導(dǎo)體且活潑性不同；b.兩個(gè)電極接觸（導(dǎo)線連接或直接接觸）；c.兩個(gè)相互連接的電極插入電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路。（4）電極名稱及發(fā)生的反應(yīng)：負(fù)極：較活潑的金屬作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)電極反應(yīng)式：較活潑金屬－ne－＝金屬陽離子13負(fù)極現(xiàn)象：負(fù)極溶解，負(fù)極質(zhì)量減少。正極：

3、較不活潑的金屬或石墨作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式：溶液中陽離子＋ne－＝單質(zhì)正極的現(xiàn)象：一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。（5）原電池正負(fù)極的判斷方法：①依據(jù)原電池兩極的材料：較活潑的金屬作負(fù)極（K、Ca、Na太活潑，不能作電極）；較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬（石墨）、氧化物（MnO2）等作正極。②根據(jù)電流方向或電子流向：（外電路）的電流由正極流向負(fù)極；電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。③根據(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向：陽離子流向原電池正極，陰離子流向原電池負(fù)極。④根據(jù)原電池中的反應(yīng)類型：負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，現(xiàn)象通常是電極本身消耗，質(zhì)量減小

4、。正極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。（6）原電池電極反應(yīng)的書寫方法：①原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下：a.寫出總反應(yīng)方程式；b.把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況，分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。c.氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生，反應(yīng)物和生成物對號入座，注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。②原電池的總反應(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。（7）原電池的應(yīng)用：①加快化學(xué)反應(yīng)速率，如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強(qiáng)弱。③設(shè)計(jì)原電池。④金屬

5、的腐蝕。3、化學(xué)電源基本類型（1）干電池：活潑金屬作負(fù)極，被腐蝕或消耗。如：Cu－Zn原電池、鋅錳電池。（2）充電電池：兩極都參加反應(yīng)的原電池，可充電循環(huán)使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。13（3）燃料電池：兩電極材料均為惰性電極，電極本身不發(fā)生反應(yīng)，而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如H2、CH4燃料電池，其電解質(zhì)溶液常為堿性試劑（KOH等）。4、知識體系典型例題★★【例1】（2011北京卷，第8題，6分）結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是（）A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù)B.Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－＝Fe2＋C.Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H

6、2O＋4e－＝4OH－D.Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有藍(lán)色沉淀13【答案】：A【解析】：鋅比鐵活潑，裝置Ⅰ中鋅作負(fù)極，方程式為Zn－2e－=Zn2＋。鐵作正極，但溶液顯中性，所以發(fā)生鋅的吸氧腐蝕，正極反應(yīng)是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；鐵比銅活潑，裝置Ⅱ中鐵作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－＝Fe2＋。銅作正極，但溶液顯酸性，所以正極是溶液中的氫離子得電子，方程式為2H++2e－=H2↑。因?yàn)檠b置Ⅰ中沒有Fe2＋生成，所以裝置Ⅰ中加入少量K3Fe(CN)6溶液時(shí)，沒有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生。綜上所敘，只有選項(xiàng)A是正確的。★★【例2】（20

7、11全國卷，第11題，6分）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是（）A.電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB.電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2C.電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D.電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O【答案】：C【解析】：由放電時(shí)的反應(yīng)可以得出鐵做還原劑失去電子，Ni2O3做氧化劑得到電子，因此選項(xiàng)AB均正確；充電可以看作是放電的逆過程，即陰

8、極為原來的負(fù)極，所以電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2，所以電池充電過程時(shí)陰極反應(yīng)為Fe(OH