2021-2022高中化学学案：主题3 课题1电池探秘

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE11-版权所有@高考资源网学必求其心得，业必贵于专精课题1电池探秘学习目标:1.以铜锌原电池为例理解原电池的工作原理。(重难点）2。认识电池的构成条件，掌握原电池正负极的判断方法。(重点）3.学会应用所学知识分析出生活中所使用的各种电池。（难点)一、电池是怎样工作的1．原电池的定义将化学能转化为电能的装置。2．原电池的工作原理（以铜锌原电池为例）（1）工作原理锌片失去电子，电子经导线流向铜片，溶液中的H＋从铜片上得到电子被还原成氢原子,继而结合成氢分子在铜片上放出。(2)电极名称负极：电子流出的电极。(发生氧化反应的一极）正极:电子流入的电极。（发生还原反应的一极）（3）电极反应式负极：Zn－2e－=Zn2＋正极：2H＋＋2e－=H2↑总反应式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑3．原电池的构成条件（1）两个活泼性不同的电极（或金属与导电的非金属）①负极：活泼性强、失去电子发生氧化反应。②正极:活泼性弱、得到电子发生还原反应。（2）两电极插入同一电解质溶液中.(3)形成闭合回路.(4）能自发地发生氧化还原反应。4．实质原电池产生电流的实质，是发生了氧化还原反应。电子由负极流向正极产生电流。5．实际应用(1)纽扣电池及工作原理总反应式:H2O＋Zn＋HgO=Zn(OH)2＋Hg.(2)纽扣电池的优点：体积小，寿命长，电流稳定。二、认识几种电池1．几种电池比较电池种类工作原理利弊锌锰干电池锌筒做负极，失电子被氧化碳棒与顶端的金属帽相连做正极,电池内部的MnO2得电子被还原①使用时锌皮逐渐消耗，引起电解质渗漏②电压不断下降,不能提供稳定电压铅酸蓄电池铅做负极，PbO2做正极,发生反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，充电时PbSO4转变为Pb和PbO2①可通过检查硫酸溶液的密度确定是否应该充电②这类电池充、放电方便，稳定性强，但体积大，使用不方便，且寿命较短燃料电池（以氢氧燃料电池为例)在负极消耗燃料H2，在正极消耗O2，反应为2H2＋O2=2H2O①可以不间断地输入燃料和氧化剂，输出电极反应产物②化学能直接转化为电能，能量转换率高而且工作寿命长，能够大功率连续供电,无噪声,无污染2.废旧电池污染的治理(1）废旧电池必须回收.(2)开发使用无污染或污染小的新型电池，如太阳能电池.1．判断对错（对的在括号内打√,错的在括号内打×）(1)原电池中负极发生还原反应，正极发生氧化反应。 (）(2）锌锰干电池中碳棒与顶端的金属帽相连做正极，锌筒做负极。 （)(3)铅蓄电池充电时化学能转化为电能。 （)(4）燃料电池中燃料燃烧充分，能量转化率高。 ()［答案］（1）×(2)√(3）×(4)×2．下列有关原电池的说法中，正确的是()A．在正极上发生氧化反应B．化学性质较活泼的金属为负极C．正极是电子流出的极D．是由电能转化为化学能的装置B［原电池是化学能转化为电能的装置。在原电池工作时，较活泼的负极失电子被氧化，即电子流出;较不活泼的正极上得电子发生还原反应,即电子流入。］3．下列有关电池的说法不正确的是(）A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极B[锂离子电池可以充电，再次使用,属于二次电池，A项正确;铜锌原电池中铜为正极，故电流从铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错误；电池的实质是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确。]原电池的工作原理与正负极的判断如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示。［思考交流]1．怎样判断该电池的正、负极？［提示]电子流出的电极为负极，即X为负极；电子流入的电极为正极，即Y为正极。2．X极发生氧化反应还是还原反应？［提示］氧化反应。3．如果X极为铁片，Y极能是锌片吗？为什么？[提示］不能.原电池中负极材料的活动性一般比正极材料强.1．原电池的工作原理（以铜锌原电池为例)2．原电池正负极的判断（1)由组成原电池两极的电极材料判断。一般是活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。在特殊情况下，正负极的判断还要考虑电解质溶液的性质。如（－)Al|NaOH（aq)｜Mg（＋)原电池中Al做负极，在强碱性条件下，Al比Mg活泼。（2）根据电流方向或电子流动方向判断。在外电路上,电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。(3）根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断.在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极.（4）根据原电池两极发生的变化来判断,原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。（5)依据现象判断。一般溶解的一极为负极，增重或者有气体放出的一极为正极。燃料电池除外。题组1电池是怎样工作的1．下列有关原电池的叙述中正确的是（)A．把电能转变为化学能的装置B．活泼金属作正极,不活泼金属或非金属作负极C．外电路中电子从负极流向正极D．正极发生氧化反应C［原电池将化学能转化为电能，A错误；原电池中活泼金属做负极，不活泼金属或非金属做正极，B错误；原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极发生还原反应，D错误。］2．在下图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电流从电极X流向电极Y.若X为铁,则Y可能是（）A．锌 B．石墨C．银 D．铜A［电流的方向与电子的移动方向相反，故电子由电极Y流向电极X，因此Y电极的活泼性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。］3．在银锌原电池中,以硫酸铜溶液为电解质溶液，锌为________极，电极上发生的是________反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式为______________________，锌片上观察到的现象为________，银为________极,电极上发生的是________________反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式是________；银片上观察到的现象是__________________________。[解析］在Zn、Ag、CuSO4溶液组成的原电池中，Zn为负极发生氧化反应而逐渐溶解；Ag为正极，溶液中的铜离子被还原析出。［答案］负氧化Zn－2e－=Zn2＋锌片逐渐溶解正还原Cu2＋＋2e－=Cu银片上有红色物质析出1．在内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。2．电子只流经外电路，流向为负极→导线→正极。3．电流方向与电子流向相反。4．只有根据能自发进行且放出能量的氧化还原反应才能设计原电池。题组2认识几种电池4．锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为：Zn＋2MnO2＋2H＋=Zn2＋＋Mn2O3＋H2O在此电池放电时，正极（碳棒）上发生还原反应的是（）A．Zn B．碳棒C．MnO2 D．H＋C[MnO2得电子生成Mn2O3,发生了还原反应。］5．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示