选修四原电池导学案

化学能转化为电能——原电池化学能转化为电能——原电池 一、原电池原理 1、原电池形成的条件 （1） 两个活泼性的电极， 二者（如相互接触） 或相连， 插入中。 （2）形成回路。 （3）总反应为能自发发生的反应。 2、正极、负极的判断 3、电极反应式的书写和电荷移动方向 （1）电极反应式的书写 负极：，电极反应式：。 正极：，电极反应式：。 电池反应：。 （2）电荷移动方向 电子由释放，经沿导线流入，电解质溶液中的 移向正极，在其表面得电子被；活泼负极失电子，形成一个闭合回路。 （3）盐桥的作用：。 二、化学电源 1、锌锰干电池 酸性锌锰干电池的电极反应：负极：正极： 碱性锌锰干电池的电极反应：负极： 正极： 2、铅蓄电池 总电池反应为（可逆反应吗？） 放电时为池，电极反应分别为极： 极： 充电时为池，电极反应分别为极： 极： 充电时，与直流电源正极连接的蓄电池的极，与直流电源正极连接的蓄电池的极。 3、氢氧燃料电池 酸式氢氧燃料电池的电极反应：负极： 正极： 碱式氢氧燃料电池的电极反应：负极： 正极： 1 【重点难点精讲重点难点精讲】 1、原电池中电极的判断 ⑴一般，活泼的电极为极，不活泼的电极为极。 ⑵根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由极流向极；电子流动方向是由极流向极， 溶液中阳离子移向极，阴离子移向极。 ⑶在原电池反应中失去电子，化合价，发生氧化反应的一极为极，在电池反应中得到电子， 化合价，发生还原反应的一极为极。 (4)由具体电极现象判断。如：某原电池中变细的一极为极，变粗的一极为极。 2、电极反应的书写：正负极反应之和就是电池的总反应式。先写比较容易的一个电极反应，再由总的电 池反应（应该是离子方程式）减去已经写出的电极反应得到另一电极反应。对于较复杂的、陌生的 反应可用该方法解题并检验。 3、原电池的几种类型： ⑴负极和电解质反应类型。如： （-）Fe|HCl|Cu（+）原电池、 （-）Al|NaOH|Mg（+）原电池、 (-)Cu|HNO3(浓)|Al 原电池等。 ⑵负极是活泼电极，但是和电解质不反应，属于吸氧腐蚀类型。如（ -）Fe|NaCl|C（+）原电池、 （-）Al| 海水|C（+）原电池等。 ⑶两个电极都为惰性电极，与电解质都不反应。如氢氧燃料电池（酸性或碱性） 、甲烷氧气碱性燃料电池 等。 思考：思考：以上几种情况下，电极反应如何书写，总电池反应如何书写？ 4、电流方向问题。可以以图的形式来记忆。(不论是正电荷还是负电荷都应该形成回路正电荷还是负电荷都应该形成回路) 【当堂检测当堂检测】 1．原电池工作时（） A、正极发生氧化反应B、负极发生氧化反应 C、电子从正极流出D、负极质量一定减轻 2．实验室中制取氢气，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(含铜、银)与稀硫酸反应 3．某金属和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能( )。 A．铝 B．铜 C．锡 D．硅 4．将锌片和铜片用导线连接于同一稀硫酸溶液中。下列叙述正确的是( )。 A．正极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大 B．负极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大 C．正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变 D．正极附近硫酸根离子的浓度逐渐减少 2 5．已知空气-锌电池的电极反应为：锌片：Zn+20H -2e-=ZnO+H20 -- 石墨：02+2H20+4e =40H根据此判断，锌片是( )。 A．负极，并被氧化 B．负极，并被还原 C．正极，并被氧化 D．正极，并被还原 2+2+ 6．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu =Zn +Cu，该反应的原电池的组成为( )。 正极 负极 A Zn Cu B Ag Cu H2S04 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn FeCl2 - 电解质溶液 CuCl2 7．锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为： 2Zn+02=2ZnO，原料为锌粒、电解质和空气，则下列叙述正确的是( )。 -2+ A．锌为正极，空气进入负极反应 B．负极反应为 Zn-2e =Zn C．正极发生氧化反应 D．电解液肯定不是强酸 8． 对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中， 当导线中有 1 mol 电子通过时， 理论上的两极变化是( )。 ①锌片溶解了 32.5 g②锌片增重 32.5 g③铜片上析出 l g H2④铜片上析出 1 mol H2 A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④ 9．铅蓄电池放电时的总反应方程式为：PbO2+Pb+2H2SO4 ===== 2PbSO4+2H2O 据此判断其正极是，负极是，电解质溶液是，正极反应 是，负极反应是，当转移 0.5NA个电子时，蓄 电池内消耗 H2SO4的物质的量为。 10．原电池是一种装置。电子的流动方向是从极到极；电流方向是从极到 极。 11．由铜、 锌和稀硫酸组成的原电池中， 正极是，发生， 电极反应是； 负极是， 发生，电极反应是，总的反应式(离子方程式)是。 12．干电池与充电电池的本质区别在于：；而燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在 于。 【课后达标】【课后达标】 夯实双基夯实双基 1、右图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（） A、a 电极是负极 B、b 电极的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2 C、氢氧燃料电池工作一段时间后pH 将减小 D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂 全部储藏在电池内的新型发电装置 2、将锌片和银片接触放入相同物质的量浓度的下列溶液中，反 应一段时间后，溶液质量减轻的是（） A、氯化铝B、硫酸铜C、硝酸银D、稀硫酸 3 3、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 （） A．利用电池外壳的金属材料 B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中石墨电极 4、锂电池是新型高能电池，它以质轻、容量大而受到重视。目前已经制成多种功能的锂电池。某种锂电 池的总反应可表示为：Li+MnO2LiMnO2。若该电池提供 0.5mole-电量，则消耗正极材料的质量 约为（其他损耗忽略不计） （） A、3.5gB、7gC、87gD、43.5g 5、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为 2Ag+Zn(OH)2 充电充电 Ag2O+Zn+H2O在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（） 放电放电 A、AgB、Zn(OH)2C、Ag2OD、Zn 6、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电 解液。电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是（） A、电池工作时，锌失去电子 B、电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-Mn2O3(s)+2OH-(aq) C、电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D、电路中每通过 0.