苏教版备战2012年2012年高考化学复习必修讲义：第八单元第2讲原电池与化学电源1教案

2012届高考化学第一轮复习必修部分讲义

第八单元第2讲原电池与化学电源

解读与阐释

梳理与整合

一、原电池的工作原理

导学诱思

下列装置可以形成原电池的是____，并写出形成原电池的电极材料及电极反应式：正极：____________________；负极：______________________。

教材回归

1．概念

原电池是将______转变为____的装置。

2．工作原理

如图以铜锌原电池为例：

(1)在ZnSO₄溶液中，锌片逐渐____，即Zn被____，锌原子____电子，形成________进入溶液，从锌片上释放出电子，经过导线流向____；溶液中的________从铜片上得电子，还原成为____并沉积在铜片上。

(2)电子流向：从____极流向____极。

(3)电流方向：从____极(____)流向____极(____)。

3．电极材料及反应式

4.原电池的构成条件

原电池的形成需要满足以下三个条件：

(1)有电解质溶液或熔融电解质

(2)一般是活泼性不同的两电极

(3)形成闭合回路

原电池装置的作用就是把一个完整的氧化还原反应分开——在负极只发生氧化反应，正极只发生还原反应。这样负极失去的电子就只能通过导线转移到正极上，从而产生电流。

二、化学电源

导学诱思

铜锌原电池中，负极发生氧化反应，电极失电子质量减小，是否所有的化学电源中负极电极材料均减小？

答：________________________________。

教材回归

1．一次电池

(1)锌锰干电池

碱性锌锰干电池比普通锌锰干电池性能优越，比能量大，储存时间长，能提供较大电流并连续放电。其中负极是____，正极是______，电解质是KOH，其电池反应方程式为Zn＋2MnO₂＋2H₂O===＋Zn(OH)₂。

           (氢氧化氧锰)

(2)银锌纽扣电池

银锌纽扣电池的电极分别为Ag₂O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，发生氧化还原反应后生成Ag和Zn(OH)₂。其中____为负极，______为正极，电池反应方程式为Zn＋Ag₂O＋H₂O===Zn(OH)₂＋2Ag。

2．二次电池

铅蓄电池是常见的二次电池，是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板上覆盖______，负极板上覆盖____，电解质是硫酸。其放电反应是______反应，充电反应则是放电反应的逆反应。放电时，负极反应为__________________________________________，正极反应为__________________________________________________，因此其充放电反应可表示为____________________________________________________________________。

3．燃料电池

(1)燃料电池的工作原理

利用燃料和氧化剂之间发生的____________，将化学能直接转化为电能的化学电池。它工作时不断从外界输入反应物，同时将电极反应产物排出电池。因此，燃料电池能连续不断地提供电能。

(2)氢氧燃料电池

氢氧燃料电池是常见的燃料电池，它以____为燃料，____为氧化剂。除具有能量转化率高、可持续使用的优点外，还由于其燃烧产物为水，因此不会污染环境，其电池反应为H₂＋O₂===H₂O。在酸性电解质中电极反应式为：负极：______________，正极：____________________。

理解与深化

一、原电池的工作原理

1．原理图示

2．注意点

(1)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。

(2)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

(3)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。

【例1】 某燃料电池所用的原料为H₂和空气(含一定量的CO₂)，电解质为熔融的K₂CO₃。电池的总反应为2H₂＋O₂===2H₂O，负极反应为H₂＋CO－2e^－===H₂O＋CO₂。下列说法中正确的是(　　)。

A．正极反应为4OH^－＋4e^－===2H₂O＋O₂↑

B．电池工作时，电解质中CO的物质的量将减小

C．电池工作时，电解质中CO向负极移动

D．电池工作时，电子从正极经外电路流向负极

导线中的电流是从正极流向负极，而原电池内溶液中的电流(阳离子)正好相反，是从负极流向正极，阴离子从正极流向负极，这样才能形成闭合回路。

对点训练1(改编自2010·广东理综)铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述不正确的是(　　)。

A．撤掉盐桥不能形成闭合回路，所以不能形成原电池

B．电池反应为：Zn＋Cu^2＋===Zn^2＋＋Cu

C．在外电路中，电子从负极流向正极

D．盐桥中的K^＋移向ZnSO₄溶液

二、原电池电极正负的判断及书写

1．正、负极的判断

2．电极反应的书写步骤

3．电极反应的书写举例

(1)如果题目给定的是图示装置，没给总方程式，先分析正、负极，再根据正、负极反应规律去书写电极反应式。

例如：

写电极反应式分三步：

①分别找出氧化剂(H^＋)和还原剂(Zn)。燃料电池如氢氧燃料电池，一般而言，燃料作还原剂，O₂作氧化剂。氧化剂在正极得电子，还原剂在负极失电子。

②结合介质判断氧化产物(Zn^2＋)和还原产物(H₂)。

③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)。

负极：Zn－2e^－===Zn^2＋；

正极：2H^＋＋2e^－===H₂↑。

(2)给出总方程式，首先分析此反应中电子的得失，即氧化反应或还原反应，化合价升高、失电子、发生氧化反应、为原电池的负极；化合价降低、得电子、发生还原反应、为原电池的正极。以铅蓄电池放电时的反应为例，总反应为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2PbSO₄＋2H₂O，电极反