高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量转化 第21讲 化学能转化为电能——电池学案-人教版高三全册化学学案VIP免费

第21讲化学能转化为电能——电池目标要求1.以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理，能设计简单的原电池。2.体会提高燃料的燃烧效率、开发高纯清洁燃料和研制新型电池的重要性。3.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，了解原电池及其常见化学电源的工作原理；能利用相关信息分析化学电源的工作原理，开发新型电池。4.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择设计防腐措施。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(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：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。理解应用在如图所示的4个装置中，不能形成原电池的是______(填序号)，并指出原因______________________________________________________________________________________。答案①④①中酒精是非电解质；④中未形成闭合回路3．工作原理以锌铜原电池为例(1)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn片沿导线流向Cu片盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极(2)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。理解应用“异常”原电池原理的深度分析(1)铝铜浓硝酸电池初期，活泼金属铝作负极被氧化，由于铝表面很快形成致密氧化物薄膜阻止反应继续进行，使铝钝化，钝化铝作正极，铜被浓硝酸氧化，作负极，电极反应：铜：Cu－2e－===Cu2＋；钝化铝：2NO＋2e－＋4H＋===2NO2↑＋2H2O。(2)镁铝烧碱溶液电池镁不溶于烧碱，铝单质可溶于烧碱，铝作负极，镁作正极，电极反应，铝：2Al－6e－＋4OH－===2[Al(OH)4]－；镁：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。(1)原电池工作时，正极表面一定有气泡产生(×)(2)Mg—Al形成的原电池，Mg一定作负极(×)(3)在原电池中，正极材料本身一定不参与电极反应，负极材料本身一定要发生氧化反应(×)(4)实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳(√)(5)铁铜原电池中，负极反应式为Fe—3e－===Fe3＋(×)(6)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(×)(7)锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液，形成闭合回路，所以有电流产生(×)判断原电池正、负极的5种方法题组一原电池工作原理(不定项选择题)1．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案C解析A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO)不变，错误；C项，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。2．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－答案BD解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，...