原电池.docx

1、原电池原电池课堂引入： 普通干电池 纽扣电池 电脑电池 “神六”专用太阳能电池1.上述装置从能量角度看有什么共同特点？2.这些装置中发生的化学反应是什么类型的反应呢? 为什么？原电池定义：将化学能转变为电能的装置 叫原电池。化学电池的本质：氧化还原反应。知识点一、一次能源和二次能源1 能源按其来源可分为一次能源和二次能源。能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、原煤、石油、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转换得到的能源电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、机械能等2.二次能源火力发电(1)火力发电原理：首先通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽

2、化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。(2)能量转换过程：化学能热能机械能电能。其中能量转换的关键环节是燃烧。(3)火力发电弊端：煤属于不可再生资源，用一点少一点，用煤发电会造成资源的浪费。能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。煤燃烧会产生有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境。例1判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源()(2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源()(3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程()(4)水力发电是将化学能转化为电能的过程()答案(1)(2)(3)(4)知识点二、原电

3、池按要求完成下列实验，并填表实验步骤现象解释或说明锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流表指针发生偏转锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流表指针不偏转锌与稀硫酸反应，但导线中无电流无现象乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应1概念：是将化学能转变为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。2构成条件原电池反应必须是自发的氧化还原反应；具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)；两电极均插入电解质溶液中；电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。3原电池的工作原

4、理原电池总反应式：Zn2H=Zn2H2。原电池的工作原理：(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(2)电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极。(3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。4能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。5原电池正、负极的判断例2分析下列几个装置图，判断能构成原电池的是答案：ABE例3判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)HClNaOH=NaClH2O是放热反应，可以设计成原电池()(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转()(3)在铜锌稀

5、硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌()(4)原电池中阳离子向正极移动()(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子()答案(1)(2)(3)(4)(5)例4原电池中作负极的一定是活泼金属，作正极的一定是不活泼金属吗？答案不一定。在原电池中的两极可以都是活泼金属(如ZnFe稀硫酸，Zn作负极)，也可以都是不活泼金属(如CuAgAgNO3，Cu作负极)也可以是一种金属和一种能导电的非金属(如CuCAgNO3，Cu作负极)。例5如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，在卡片上描述合理的是()实验后的记录：Zn为正极，Cu为负极H向

6、负极移动电子流动方向：从Zn经外电路流向CuCu极上有H2产生若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol正极的电极反应式为Zn2e=Zn2A BC D答案B解析在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu片，负极反应为Zn2e=Zn2，正极反应为2H2e=H2，故转移1 mol电子时，产生H2 0.5 mol，在溶液中H向正极移动，SO向负极移动，故错误，正确，选B项。知识点三、原电池原理的应用1比较金属活动性作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱。2改变化学反应速率如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能

7、构成原电池的正、负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。3设计原电池如：把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池，可用Fe作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。4保护金属设备如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn)，则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。例6 100 mL 2 molL1的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是()A加入适量的6 molL1的盐酸B加入数滴氯化铜溶液C加入适量的蒸馏水D加入适量的氯化钠溶液答案B解析能加快反应速率，但增加了产生氢气的总量，A错误；不影响H2的

8、量，但稀释了盐酸，降低了反应速率，C、D错误；发生反应Cu2Zn=Zn2Cu，形成CuZn原电池，加快了反应速率，B正确。例7有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()Aabcd BbcdaCdabc Dabdc解析装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活

9、泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc，故选C。答案C例8下图各容器中装有海水，铁的腐蚀速率由大到小的顺序正确的是（ ） A 4213 B 2134 C 4231 D 3241 【答案】A随堂练习：1由煤燃烧，经过下面一系列的过程产生电能，最后制得氢气，其中属于化学变化且为分解反应的过程是 （ ）2将纯锌片和纯铜片按图示方式插入相同浓度的稀硫酸中一段时间。以下叙述正确的是（ ） A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲烧杯中铜片是正极，乙烧杯中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH值都增大D甲烧杯产生气泡的速度比乙烧杯慢3将等质量的两份锌粉a和b，分别加入两个盛过量的稀硫酸的烧杯中，并向加入a的烧杯中再加入

10、少量CuO粉末。右边各图表示氢气体积V（H2）与反应时间t的关系，其正确的是 （ ）4关于右图所示装置的叙述，错误的是 （ ）A锌是负极，其质量逐渐减小B氢离子在铜的表面被还原，产生气泡C电流从锌片经导线流向铜片D电子从锌片经导线流向铜片5下列各组材料中，不能构成原电池的是（ ） 6下列各组的电极材料和电解液，不能组成原电池的是 （ ）A铜片、石墨棒，稀硫酸 B铜片、石墨棒，硝酸银溶液C锌片、铜片，稀盐酸 D铜片、铁片，FeCl3溶液7实验室中欲制氢气,最好的方法是 （ ）A纯锌与稀硫酸反应 B纯锌与浓硫酸反应C纯锌与稀盐酸反应 D粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应 8根据Zn+Cu2+=Zn2

11、+Cu的反应原理所设计原电池装置，正确的是 （ ） 9下列叙述正确的是 （ ）A构成原电池的电极必须是两种不同的金属B当两种不同金属作原电池的电极时，较活泼金属一定是负极C原电池中，正极区所发生的反应一定是还原反应D原电池工作时，电池液中的阳离子向负极方向移动10现有A、B、C、D四种金属，进行如下操作：把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸中，A上有气泡产生；把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，D发生还原反应；把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸中，A是负极。根据上述情况，回答下列问题：（1）在中金属_发生氧化反应。（2）在中金属_作原电池的负极。（3）如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，

12、则金属_上有气泡产生。（4）四种金属的活动性由强到弱的顺序是_。11在甲、乙、丙三个烧杯中分别盛有相同浓度的稀硫酸，如图所示：(1)甲中反应的离子方程式为_ _。(2)乙中Sn极的电极反应式为_，Sn极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)丙中被腐蚀的金属是_，总反应式为_ _(写离子方程式)。(4)比较甲、乙、丙中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是。课后作业：1. 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2. 在理论上不能用

13、于设计原电池的化学反应是()A. Al(OH)3(s)NaOH(aq)=NaAlO2(aq)2H2O(l)B. CH3CH2OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)C. 4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)D. H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)；H03. 如图所示装置中，属于电解池的是()4. 某原电池的结构如右图所示，下列有关该原电池的说法不正确的是()A. 该原电池工作时将电能转变为化学能B. 铁片的质量变轻C. 铜片上发生的反应为2H2e=H2D. SO向铁片移动5. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出；X和

14、Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()A. XYZ B. XZY C. YXZ D. YZX6. 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置 部分实验现象a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A. abcd B. bcda C. dabc D. abdc7. “直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，如图是用固体氧化物作“直接煤燃料电池”的电解质。下列有关说法正确的是()A. 电极b为电池的负极B. 电子由电极a沿导线流向

15、bC. 电池反应为CCO2=2COD. 煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低8. MgH2O2电池可用于驱动“蛟龙号”潜航器。该电池以镁片、石墨为电极，海水为电解质溶液，电池反应为MgH2O2=Mg(OH)2。该电池工作时，下列说法正确的是()A. Mg电极是该电池的正极 B. 电池工作时实现了电能向化学能的转化C. H2O2在石墨电极上发生还原反应 D. 电子从石墨电极流向Mg电极9. 如图所示，电极a与b均为石墨棒，在电解过程中，下列说法正确的是()A. 电极a表面呈红色B. 电极b作阳极C. 电子由电源的正极沿导线流向电极aD. 当电路中通过0.2 mol电子时，理论上b电极质量增加6

16、.4 g10. 某化学兴趣小组为了探究铬和铁的活泼性，设计如图所示装置，下列推断合理的是()A. 若铬比铁活泼，则电子经外电路由铁电极流向铬电极B. 若铬比铁活泼，则铁电极反应式为2H2e=H2C. 若铁比铬活泼，则溶液中H向铁电极迁移D. 若铁电极附近溶液pH增大，则铁比铬活泼11. 美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，用质子(H)溶剂，在200 左右时供电。电池总反应为C2H5OH 3O2=2CO2 3H2O，电池示意图如图。下列说法正确的是()A. a极为电池的正极B. 电池工作时电子由b极沿导线经灯泡再到a极C. 电池正极的电极反应为4HO24e=2H2OD. 电池工作时，1 m

17、ol乙醇被氧化时就有6 mol电子转移12. 学生为完成2HCl2Ag=2AgClH2反应，设计下图所示的四个实验，其中可行的是()13. 现有A、B、C、D和Cu五种金属片，将其分别用导线连接后浸入稀硫酸中(如图)，每次实验时，通过灵敏电流计测出电子流动方向如下表：实验分组所用金属电子流向A、CuACuC、DDCA、CCAB、CuCuB根据上述情况，回答下列问题：(1) 五种金属的活动性按从大到小的顺序是_。(2) 在中，Cu片上观察到的现象是_。(3) 在中，溶液中H向金属片_移动。(4) 如果实验用B、D作电极，则导线中电流方向为_(填“BD”或“DB”)。14. (1) 热电厂发电时的

18、能量转化途径通常是“化学能热能机械能电能”， 而燃料电池的能量转化途径为“_ 能_能”， 因此燃料电池的能量转化效率高。(2) 某同学在做电解水实验后，观察到绕成螺旋状的两铂丝电极上附有大量气泡，于是他将两极接到电表上，发现“电表显示电压超过2 V，且电压逐渐下降”。对这个现象的合理解释是_。(3) 下图为固态氧化物燃料电池(SOFC)的原理示意图。试写出电极反应式：正极_，负极_；在导线中电子流动方向为a_(用“”或“”表示)b。该电池可选用的固态电解质为_(填字母)。A. ZrO(氧化锆)B. NaOHC. Na2SO4此电池的工作温度一般应为_(填字母)。A. 常温 B. 约100 C. 约1 000 (4) 在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体_L。