學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課題1電池探秘1．以銅鋅原電池為例理解原電池的工作原理.（重難點）2．認識電池的構(gòu)成條件，掌握原電池正負極的判斷方法。（重點)3．學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識分析出生活中所使用的各種電池。(難點）電池是怎樣工作的1.原電池的定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．原電池的工作原理（以銅鋅原電池為例）(1）工作原理鋅片失去電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，溶液中的H＋從銅片上得到電子被還原成氫原子，繼而結(jié)合成氫分子在銅片上放出。（2)電極名稱負極：電子流出的電極.（發(fā)生氧化反應(yīng)的一極）正極：電子流入的電極.（發(fā)生還原反應(yīng)的一極)(3）電極反應(yīng)式負極:Zn－2e－=Zn2＋正極:2H＋＋2e－=H2↑總反應(yīng)式:Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑3．原電池的構(gòu)成條件(1）兩個活潑性不同的電極(或金屬與導(dǎo)電的非金屬)①負極：活潑性強、失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。②正極:活潑性弱、得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。（2）兩電極插入同一電解質(zhì)溶液中。(3)形成閉合回路.（4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng).4．實質(zhì)原電池產(chǎn)生電流的實質(zhì)，是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。電子由負極流向正極產(chǎn)生電流。5．實際應(yīng)用紐扣電池及工作原理總反應(yīng)式：H2O＋Zn＋HgO=Zn（OH)2＋Hg1．將鋅片、銅片用導(dǎo)線連接插入乙醇中能形成原電池嗎,為什么？【提示】不能。因為乙醇是非電解質(zhì)，不導(dǎo)電，所以不能形成原電池。認識幾種電池1。幾種電池比較電池種類工作原理利弊鋅錳干電池鋅筒做負極，失電子被氧化碳棒與頂端的金屬帽相連做正極,電池內(nèi)部的MnO2得電子被還原①使用時鋅筒逐漸消耗，引起電解質(zhì)滲漏②電壓不斷下降,不能提供穩(wěn)定電壓鉛酸蓄電池鉛做負極，PbO2做正極，發(fā)生反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，充電時PbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镻b和PbO2①可通過檢查硫酸溶液的密度確定是否應(yīng)該充電②這類電池充、放電方便，穩(wěn)定性強，但體積大,使用不方便，且壽命較短燃料電池（以氫氧燃料電池為例）在負極消耗燃料H2，在正極消耗O2，反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O①可以不間斷地輸入燃料和氧化劑，輸出電極反應(yīng)產(chǎn)物②化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，能量轉(zhuǎn)換率高而且工作壽命長，能夠大功率連續(xù)供電,無噪聲，無污染2．廢舊電池污染的治理（1）廢舊電池必須回收.(2)開發(fā)使用無污染或污染小的新型電池,如太陽能電池。2．是不是所有的電池負極都參與原電池反應(yīng)？【提示】不一定。燃料電池中兩電極都不參加反應(yīng)。通入燃料的電極是負極，燃料失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；通入氧化劑的電極是正極，氧化劑得到電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng).氫氧燃料電池、甲醇燃料電池等都是這類電池。原電池的工作原理與正負極的判斷【問題導(dǎo)思】①你能用圖示表示原電池的工作原理嗎？②原電池正負極的判斷依據(jù)有哪些？【提示】①如下圖所示②原電池正負極的判斷依據(jù)有：a.電極材料b．電流或電子流動方向c．電解質(zhì)溶液離子移動方向d．反應(yīng)類型e．反應(yīng)現(xiàn)象1．原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例)2．原電池正負極的判斷（1）由組成原電池兩極的電極材料判斷。一般是活潑性較強的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。在特殊情況下，正負極的判斷還要考慮電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。如(－）Al|NaOH(aq）|Mg（＋）原電池中Al做負極，在強堿性條件下，Al比Mg活潑.（2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。在外電路上，電流是由正極流向負極;電子流動方向是由負極流向正極。（3）根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向判斷.在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負極。(4）根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷,原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng).（5)依據(jù)現(xiàn)象判斷。一般溶解的一極為負極，增重或者有氣體放出的一極為正極。燃料電池除外。1．在內(nèi)電路中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動.2．電子只流經(jīng)外電路,流向為:負極→導(dǎo)線→正極。3．電流方向與電子流向相反.4．只有根據(jù)能自發(fā)進行且放出能量的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計原電池。下列有關(guān)原電池的說法中，正確的是(）A．在正極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬為負極C．正極是電子流出的極D．是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置【解析】原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在原電池工作時，較活潑的負極失電子被氧化，即電子流出；較不活潑的正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即電子流入.【答案】B判斷原電池正負極時，不要盲目的根據(jù)活潑金屬做負極去判斷,必要時應(yīng)根據(jù)正負極上發(fā)生的反應(yīng)進行判斷。1．如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示,關(guān)于該裝置的下列說法正確的是（）A．外電路的電流方向為X→外電路→YB．若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒,Y為FeC．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D．若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y【解析】外電路的電子流向為X→外電路→Y,電流方向與其相反。X極失電子,做負極，Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng),X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)。若兩電極分別為Fe和碳棒，則Y為碳棒,X為Fe。【答案】D原電池工作原理的應(yīng)用【問題導(dǎo)思】①原電池的工作原理有哪些應(yīng)用?②利用原電池工作原理保護金屬時，被保護金屬作原電池的哪一極？【提示】①原電池工作原理可用于:a.加快化學(xué)反應(yīng)速率b．比較金屬的活潑性c．用于金屬的防護②原電池工作時，正極金屬被保護，所以被保護金屬做原電池的正極。1．加快化學(xué)反應(yīng)速率理論上，氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池，因有電流產(chǎn)生，加快了電子的轉(zhuǎn)移,從而加快了化學(xué)反應(yīng)速率，如：實驗室利用Zn與稀硫酸反應(yīng)制取H2時,稀硫酸中滴入幾滴CuSO4溶液，置換出的單質(zhì)銅與鋅形成原電池從而加快了H2的逸出.2．比較金屬的活潑性根據(jù)溶解(或質(zhì)量減輕）的為負極，質(zhì)量增加(或產(chǎn)生氣泡）的為正極，結(jié)合負極活潑性>正極活潑性，便可作出結(jié)論.3．用于金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。例如,要保護一個鐵制的輸水管道或鋼鐵橋梁等,可將其與鋅塊相連接，使鋅作原電池的負極。4．制作化學(xué)電源理論上，任何放熱的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池。如生活中常見的鋅錳干電池、鉛蓄電池、各種手機電池及燃料電池等，都是根據(jù)原電池原理制作而成的化學(xué)電源。①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀H2SO4中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極;②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是（）A．①③②④ B．①③④②C．③④②① D．③①②④【解析】由題意知：①②相連時，外電路電流從②流向①，則①大于②；①③相連時③為正極，則①大于③；②④相連時,②有氣泡逸出，則④大于②；③④相連時,③的質(zhì)量減少,則③大于④。答案:①③④②。【答案】B2．100mL濃度為2mol·L－1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是（)A．加入適量的6mol·L－1的鹽酸B．加入數(shù)滴氯化銅溶液C．加入適量蒸餾水D．加入適量NaCl溶液【解析】A項中增大，反應(yīng)速率加快。n(H＋)增大，生成氫氣的總量增大。B項中Cu2＋＋Zn=Cu＋Zn2＋，Cu、Zn在鹽酸中形成原電池,反應(yīng)速率加快。本來鋅是過量的,有少量Zn被Cu2＋氧化并不影響生成氫氣的總量。C、D兩項中均減小，n(H＋）未變，反應(yīng)速率降低，生成氫氣的總量不變。【答案】B1．由鋅片、鐵片、銅片、銀片和稀硫酸可以構(gòu)成原電池的數(shù)目是(）A．3種 B．4種C．5種 D．6種【解析】根據(jù)構(gòu)成原電池的條件知，以上原料可以構(gòu)成：鐵－鋅－稀硫酸原電池、銅－鋅－稀硫酸原電池、銀－鋅－稀硫酸原電池、銅－鐵－稀硫酸原電池、銀－鐵－稀硫酸原電池；由于銅、銀均不與稀H2SO4反應(yīng)，所以無法構(gòu)成銀－銅－稀硫酸原電池，故選C項.【答案】C2．在右圖所示的檸檬水果電池中，外電路上的電流從電極X流向電極Y。若X為鐵,則Y可能是（)A．鋅 B．石墨C．銀 D．銅【解析】電流的方向與電子的移動方向相反，故電子由電極Y流向電極X，因此Y電極的活潑性強于鐵，故Y電極只能為選項中的鋅。【答案】A3．鋅錳干電池在放電時，電池總反應(yīng)方程式可以表示為：Zn＋2MnO2＋2H＋=Zn2＋＋Mn2O3＋H2O在此電池放電時，正極(碳棒)上發(fā)生還原反應(yīng)的是（)A．Zn B．碳棒C．MnO2 D．H＋【解析】MnO2得電子生成Mn2O3，發(fā)生了還原反應(yīng)。【答案】C4．有A、B、C三種金屬，兩兩分別接觸并同處于稀硫酸中,反應(yīng)冒氣泡，判斷三種金屬活動性順序（)（A)（B)(C)A．A>C>B B．B〉A(chǔ)>CC．C〉A(chǔ)>B D．C〉B>A【解析】由(A)圖知活潑性B〉A(chǔ),由（B)圖知活潑性C>A,由(C）圖知活潑性C>B,故三種金屬活動性順序為C〉B>A。【答案】D5．在銀鋅原電池中，以硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液，鋅為________極,電極上發(fā)生的是________反應(yīng)（“氧化”或“還原"），電極反應(yīng)式為________,鋅片上觀察到的現(xiàn)象為________，銀為________極，電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(“氧化”或“還原”），電極反應(yīng)式是________；銀片上觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________________________