第二节 原电池 化学电源考纲定位要点网络1.理解原电池的构成、工作原理及应用,能写出电极反应和总反应方程式
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理
原电池工作原理及其应用1.原电池的构成(1)概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应
(2)构成条件反应能发生自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合回路① 电解质溶液② 两电极直接或间接接触③ 两电极插入电解质溶液中2.原电池的工作原理如图是 CuZn 原电池,请填空:(1)两装置的差别① 图Ⅰ中 Zn 在 CuSO4溶液中直接接触 Cu2+,会有一部分 Zn 与 Cu2+直接反应,该装置中既有化学能和电能的转化,又有一部分化学能转化成了热能,装置的温度会升高,电能效率低
② 图Ⅱ中 Zn 和 CuSO4溶液分别在两个池中,Zn 与 Cu2+不直接接触,不存在 Zn 与 Cu2+直接反应的过程,所以仅是化学能转化成了电能,电流稳定,且持续时间长,电能效率高
(2)反应原理电极名称负极正极电极材料ZnCu电极反应Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu反应类型氧化反应还原反应(3)原电池中的三个方向① 电子方向:从负极流出沿导线流入正极
② 电流方向:从正极沿导线流向负极
③ 离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移
(4)盐桥作用① 连接内电路,形成闭合回路
② 平衡电荷(盐桥中阴离子移向负极,阳离子移向正极),使原电池不断产生电流
3.原电池原理的应用(1)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
(2)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率加快
例如,在 Zn 与稀硫酸反应时加入少量 CuSO4溶液能使产生 H2