河北省广平县第一中学高三化学一轮复习《化学能与电能的转化》导学案

1、精诚凝聚 =A_A=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 化学能与电能的转化, 知识讲解 一. 原电池的工作原理 1. 定义 原电池是把 _ 转化为 _ 的装置。 2. 原电池的构成条件 (1) 两个 _ 的电极( _ 或 _ ) (2) 将电极插入 _ 中。 (3) 用导线连接电极(或直接接触) _ 。 (4) 能自 发进行 _ 反应。 3. 工作原理(以锌一铜原电池为例，如图所示) 电极名称 负极 正极 电极材料 电极反应 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由 沿导线流向 讨论 1. 图中盐桥的作用是什么？ 2. 根据实验现象指出实验中能量变化的主要形式？ 小结在原电池

2、中，负极发生 _ , _ 电子；正极发生 _ _ 电子。电流由原电池的 _ 极流向 _ 极，即电子由 _ 极流向 _ 极。 II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 二、化学电源以及电极反应的书写 1. 一次电池 (1 )碱性锌锰干电池 碱性锌锰干电池的负极为锌，正极为金属棒，其电池反应方程式： Zn+2H2O+2M nO2 =2MnOOH+Zn(OH) 2,则电极反应为： 负极： _ 正极： _ (2)银锌纽扣电池 银锌纽扣电池的电极分别是 Zn和 Ag2O，电解质溶液是 KOH 溶液，电池反应的产物是 ZnO 和 Ag，则其电极反应和电池反应为： 负极： _正极

3、：_ 电池反应方程式： _ 2. 二次电池 (1) 铅蓄电池 铅蓄电池其电极分别是 Pb、PbO2,电解质是一定浓度的硫酸，工作时的电极反应为： 负极： _正极：_ 放电时总反应方程式： Pb+Pb02+2H2S04=2PbS04+H2O (2) 镍镉蓄电池 正极(镍)上有 Ni(OH) 3,负极主要是镉(含有一些铁)，所用电解质为 KOH 溶液。放电时 发生的电极反应式： 负极：Cd+20H -2e-=Cd(OH) 2 正极：2Ni(OH) +3e-= 2Ni(OH) 2+20H -电池总反应式： _ 3燃料电池 燃料电池中，电极的导电材料一般为多孔的金属板， 负极是通入还原剂的一方， 正极

4、是 通入氧化剂的一方。 (1) 氢氧燃料电池 一般用 30% K0H 溶液作这种电池的电解质溶液。电极可用含有催化剂的多孔石墨电极 (负极中催化剂可用铂或钯，正极中催化剂可用 AgO 或 CoO)。其放电时电极反应： 负极： _ 正极： _ (2) 甲烷燃料电池 甲烷燃料电池；电解质溶液为氢氧化钾溶液，电极反应为： 正极： _ II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 负极：CH4 + 10OH- -8e = CO32- + 7H2O 总反应： _ 讨论根据上述原电池电极反应，总结如何书写原电池的电极反应。 II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮

5、人生 .鑼 总结电极反应的书写： 1 原电池的正负极确定 a. 由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的金属为负极（一般负极材料与电解质溶 液发生反应），但不是绝对的。如 Mg-AI-HCI溶液构成的原电池中，负极为 _ ， 但 Mg-AI-NaOH 溶液构成的原电池中，负极为 _. b. 根据反应的类型判断：可根据总反应式来分析电极是发生氧化反应还是还原反应，若 发生氧化反应，则为负极，若发生还原反应，则为正极。 2 书写电极反应注意的问题 a. 电极反应是一种离子反应，遵循书写离子方程式的一切规则（如 拆”、平”；两电极 反应式中得失电子数目一般相等。 b. 负极失电子所得氧化产物、正极得

6、电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如 +4 价 的 C 在酸性溶液中以 CO2形式存在、在碱性溶液中以 CO32-形式存在）； c. 两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到 负极反应。 d. 对于可逆电池反应，要弄清楚充电和放电的方向，放电过程体现原电池原理，充电过程体 现电解池原理。 三. 原电池的应用： 制各种电池；判断反应速率；判断金属的活泼性；金属防护。 讨论仁将铁加入硫酸反应后，为了减少其反应速率，可采取的方 z?为加快其反应速 率，可采取什么方法？ 2 .把 a、b、c、d 四块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池.若 a

7、、b 相连时，a 为负极；c、d 相连时，c 为负极；a、c 相连时，c 为正极；b、d 相连时，b 为正极.则这四种金属的活动性顺序由大到小为 _。 反馈练习 1.将两个铂电极插入 KOH 溶液中，向两极分别通入 CH4和。2,即构成甲烷燃料电池。已知 通入 CH4的一极，其电极反应式是： CH4+10OH 8e=CO32一 +7H2O;通入 02的另一极, 其电极反应式是：O2+2H2O+4e=4OH，下列叙述不正确 的是（ ） 2. 氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍 A .通入 CH4的电极为负极 B .正极发生氧化反应 C .此电池工作时溶液

8、中阴离子向负极移动 D .该电池使用一段时间后应补充 KOH 电池的总反应式 中正确的是（） 是：根据此反应式判断, II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 A.电池放电时，电池负极周围溶液的 pH 不断增大 B.电池放电时，镍元素被氧化 C.电 池充电时，氢元素被还原 D.电池放电时，H2是负极3 我国首先研制的以铝-空气-海水电池为能源的新型航标灯已研制成功。这种灯以取之不 尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源不断地产生电流，其能量比 干电池高 2050 倍。试推测此种新型电池可能的基本结构： _ 是负极， _ 是正极。电极反应式为 _ 。 4

9、. 航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢-氧燃料电池有 酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应的化学方程式均可表示为 2H2+O2=2H2O。酸 式氢-氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为 2H2-4e=4H+，则其正极反应 为 _ ;碱式氢氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反 应为 O2+2H 2O+4e=4OH-，则其负极反应为 _ 。 课后练习 1.已知空气一锌电池的电极反应为：锌片： Zn+ 2OH_ 2e_ = = = ZnO +出 0; 碳棒： 1 O2+ H2O + 2e = = = 2OH 据此判断，锌片是 2 A .正极，并被还原 B .正极，并

10、被氧化 C .负极，并被还原 D .负极，并被氧化 2.铅蓄电池的两极分别为 Pb、PbO2,电解质溶液为 H2SO4,工作时的反应为 Pb+ PbO2 + 2 H2SO4= = =2 PbSO4+2 H2O，下列结论正确的是 A . Pb为正极被氧化 B .溶液的 pH 不断减小 C. SO4 -只向 PbO2处移动 D .电解质溶液 pH 不断增大 3. 将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，下列各叙述正确 的是( ) A.负极有 Cl 逸出，正极有 H+逸出 B.负极附近 Cl 啲浓度减小 C.正极附近 Cl P 勺浓度逐渐增大 D.溶液中 Cl P 勺浓度基本不变 4. 普通锌一锰干电池是普遍使用的化学电池，其中含有 Mn02、NH4CI、ZnCI2等糊状物。 以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。工作时反应方程式是： + r 2 + Zn + 2MnO 2 + 2NH 4 = Zn +Mn 20 + 2 NH 3 + H 2O (1) 试写出干电池放电时的正、负电极反应式 正