高中化学 第1部分 专题1 第二单元 第1课时 原电池的工作原理和化学电源讲义（含解析）苏教版选修4课件 苏教版选修4-苏教版高二选修4化学教案VIP免费

原电池的工作原理和化学电源1．什么是原电池？提示：将化学能转变为电能的装置。2．铜锌原电池的正极、负极材料是什么？写出相应电极反应方程式。提示：负极材料Zn：Zn－2e－===Zn2＋，正极材料Cu：2H＋＋2e－===H2↑3．原电池原理有哪些应用？提示：制备化学电源、判断金属活动性顺序等。4．氧化还原反应均可设计成原电池吗？提示：能自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。[新知探究]探究1铜锌原电池的工作原理(1)用温度计测量锌粉与CuSO4溶液反应的温度变化，说明该反应为放热反应，该反应在物质变化的同时，实现化学能转化为热能，反应可表示为Zn(s)＋Cu2＋(aq)===Zn2＋(aq)＋Cu(s)ΔH＝－216.81kJ·mol－1。(2)铜锌原电池的工作原理：装置电极ZnCu反应现象逐渐溶解铜片上有红色物质析出电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向电子流出电子流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu总电池反应式Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu探究2原电池的构成条件探究3盐桥的成分及作用[必记结论]1．原电池电极名称判断方法(1)判断方法：负极正极(2)注意事项：在原电池中，不一定是较活泼的金属一定作负极，而要看谁能与电解质溶液反应。如Mg—Al—H2SO4溶液，Mg作负极；Mg—Al—NaOH溶液，Al作负极；Fe—Cu—浓HNO3，Fe钝化，而Cu作负极。2．原电池工作原理图解[成功体验]1．下列装置中，能构成原电池的是()解析：选D酒精为非电解质，A错误；选项B中未使用盐桥，没有形成闭合回路；C项中两个电极材料相同，不能形成原电池。依据原电池的构成条件可知D正确。2．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)在原电池构成的闭合回路中，电子从原电池的正极通过导线流向负极。()(2)原电池的正极一定是化学性质较不活泼的金属。()(3)原电池工作时，正极上发生的是氧化反应。()(4)由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液构成的原电池中，Cu是负极。()答案：(1)(2)×(3)×(4)×[新知探究]探究1一次电池的特点只能放电，不能充电，消耗到一定程度就不能再使用。探究2确定常见一次电池的电极材料，并书写相关的反应式普通锌锰干电池碱性锌锰干电池银锌钮扣电池负极材料锌筒ZnZn正极材料石墨棒MnO2Ag2O电解质氯化铵KOHKOH负极反应Zn－2e－===Zn2＋Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O正极反应2NH＋2MnO2＋2e－===2NH3＋Mn2O3＋H2O2MnO2＋2H2O＋2e－===MnOOH＋2OH－Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－总反应Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===ZnCl2＋2NH3＋Mn2O3＋H2O2MnO2＋Zn＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag探究3典型二次电池——铅蓄电池(1)特点：既可以放电，又可以充电。(2)常见二次电池(铅蓄电池)：探究4燃料电池有何特点？以KOH溶液为电解质溶液，写出氢氧燃料电池(结构见教材P16图1－16)的电极反应式和电池反应。特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能，能量利用率高，污染小。电极反应(碱性环境)：负极：H2－2e－＋2OH－===2H2O；正极：O2＋2e－＋H2O===2OH－；总电池反应：H2＋O2===H2O。[必记结论]1．化学电源电极反应式与电池反应的书写方法2．化学电源电极反应式与电池反应的书写类型(1)根据装置书写电极反应式：①先分析题目给定的图示装置，确定化学电源的正、负极上的反应物质。②电极反应式的书写。a．负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4。b．正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有以下规律：电解质是碱性或中性：O2＋2H2O＋4e－===4OH－电解质是酸性：O2＋4H＋＋4e－===2H2Oc．正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。(2)根据电池反应(总反应)书写电极反应式：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(分析有关元素的化合价变化情况)，可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可(加、减法)。加、减法书写电极反应式归纳：电池总反应：还原剂＋氧...