2012届高考化学复习原电池与化学电源教案

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
考纲要求权威解读
1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式；
2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。　　常见的考查形式：①原电池的工作原理及电极反应式的书写(近几年考查的重点，预计今后几年还会加强此方面的考查)；②设计原电池，并绘制装置图。
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

电极名称负极正极
电极材料
电极反应
反应类型____反应____反应
电池反应式
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①两电极插入电解质溶液②两极直接或间接接触③有能自发进行的氧化还原反应发生?一般是活泼　性强的金属与电解质溶液反应?
　　
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===2MnOOH＋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＋12O2===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＋CO2－3－2e－===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CO2－3的物质的量将减小
C．电池工作时，电解质中CO2－3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＋Cu2＋===Zn2＋＋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(Zn2＋)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－===Zn2＋；
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＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O，电极反

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