高二化学电化学基础——原电池人教实验版知识精讲

高二化学电化学基础——原电池人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：电化学基础——原电池二. 重点、难点：1. 重点是进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式2. 难点是原电池的工作原理三. 具体内容：1. 原电池的概念2. 原电池构成的条件3. 正负极的判断，并设计锌和铜离子反应的装置4. 铜锌原电池（1）装置（2）现象（3）盐桥的作用（4）电极反应（5）原理（6）半电池（7）电解质溶液和电极的选择（8）电子和电流的流向【典型例题】[例1] 如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用导线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。

试写出可能的电极反应式，并指出正、负电极及电极反应类型。

（1）Fe：____________、___________（可不填满，也可补充，下同）；（2）Pb片：__________、____________。

答案：（1）开始时，Fe是正极：4H＋＋2NO3—＋2e－＝2NO2↑＋2H2O（还原反应）；后来，Fe是负极：3Fe－6e－＝3Fe2＋（氧化反应）（2）开始时，Pb是负极：Pb－2e－＝Pb2＋（氧化反应）；后来，Pb是正极：2NO3—＋8H＋＋6e－＝2NO↑＋4H2O（还原反应）解析：把物质的性质和原电池联系。

[例2] 把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中有0.2mol电子通过时，负极的质量变化（）A. 减少0.1gB. 减少6.5gC. 减少5.6gD. 增加6.4g答案：B解析：利用原电池反应的实质是氧化还原反应进行计算。

[例3] 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH（）A. 不变B. 先变小后变大C. 逐渐变大D. 逐渐变小答案：C解析：考察基本的电极反应的判断。

[例4] 将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。

图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是（）答案：D解析：考察原电池的应用和判断产物的方法。

原电池【学习目标】1、知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理2、会判断原电池的正极、负极，会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用 【主干知识梳理】一、火力发电1、火力发电的工作原理：火力发电(火电)是通过化石燃料(如：煤、石油、天然气)燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。

火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。

其中，燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键化学能(氧化还原反应)−−−→−燃料燃烧热能−−−→−蒸汽轮机机械能−−→−发电机电能 2、火力发电的优缺点(1)优点：①我国煤炭资源丰富； ②电能清洁、安全，又快捷方便(2)缺点：①排出大量的温室气体CO 2； ②有些废气可能导致酸雨，如：SO 2；③消耗大量的不可再生能源； ④能量转化率低； ⑤产生大量的废渣、废水二、原电池实验步骤将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象用导线连接锌片和铜片，并在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表指针是否偏转装置图现象 锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡 锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流表指针发生偏转 解释或说明锌与稀硫酸发生置换反应产生H 2，而铜则不能锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流1将化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应2、原电池的工作原理当用导线连接铜片和锌片一同进入稀硫酸时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn 2+而进入溶液，电子则有锌片经导线流向铜片，溶液中的H +从铜片中获得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上析出。

由于导线上有电子通过，因此产生了电流，电流表的指针会发生偏转3、组成原电池的条件(1)两个活泼性不同的电极【微点拨】①其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼，如：金属与金属、金属与非金属、非金属与非金属②燃料电池中两极可同选石墨或铂(2)电解质溶液(溶液或者熔融)(3)电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路(4)有自发进行的氧化还原反应【即学即练1】1、在如图所示的8个装置中，属于原电池的是2、下列装置不能构成原电池的是()A B C D3、下列叙述正确的是()①原电池是把化学能转化成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现A．①⑤B．①④⑤C．②③④D．②⑤5、原电池中电子流向、电流的流向及离子的迁移方向(1)外电路中电子的流向：负极——经导线——正极(2)外电路中电流的流向：正极——经导线——负极(3)内电路中离子的迁移：阴离子移向负极，阳离子移向正极6、原电池中正负极的判断方法(1)根据电极反应或总反应方程式来判断作还原剂、失电子、化合价升高、发生氧化反应的电极是负极作氧化剂、得电子、化合价降低、发生还原反应的电极是正极(2)根据外电路中电子流向或电流方向来判断电子流出或电流流入的一极负极；电子流入或电流流出的一极正极(3)根据内电路(电解质溶液中)中离子的迁移方向来判断阳离子向正极移动；阴离子向负极移动(4)根据原电池的两电极材料来判断两种金属(或金属与非金属)组成的电极，若它们都与(或都不与)电解质溶液单独能反应，则较活泼的金属作负极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极(5)根据电极质量的变化来判断工作后，X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极放电，X极为正极，X极活泼性弱；反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极，活动性强(6)根据电池中的现象来判断：若某电极上有气泡冒出，则是因为析出了H2，说明该电极为正极，活泼性弱【即学即练2】1、下列哪些装置能组成原电池，若能，标明原电池的正负极2、下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()3、如图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液三、原电池原理的主要应用1、加快氧化还原反应的速率：一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。

电化学基础知识归纳（含部分扩展内容）（珍藏版）特点：电池总反应一般为自发的氧化还原反应，且为放热反应（△H<0）；原电池可将化学能转化为电能电极负极：一般相对活泼的金属溶解（还原剂失电子，发生氧化反应）正极：电极本身不参加反应，一般是电解质中的离子得电子（也可能是氧气等氧化剂），发生还原反应原电池原理电子流向：负极经导线到正极电流方向：外电路中，正极到负极;内电路中，负极到正极电解质中离子走向：阴离子移向负极，阳离子移向正极原电池原理的应用：制成化学电源（实用原电池）;金属防腐（被保护金属作正极）;提高化学反应速率；判断金属活性强弱一次电池负极：还原剂失电子生成氧化产物（失电子的氧化反应）正极：氧化剂得电子生成还原产物（得电子的还原反应）放电：与一次电池相同二次电池规则：正极接外接电源正极，作阳极;负极接外接电源负极，作阴极（正接正，负接负）充电阳极：原来的正极反应式反向书写（失电子的氧化反应）原电池阴极：原来的负极反应式反向书写（得电子的还原反应）化学电源电极本身不参与反应（一般用多孔电极吸附反应物），总反应相当于燃烧反应负极：可燃物（如氢气、甲烷、甲醇等）失电子被氧化（注意电解质的酸碱性）电极反应正极：O2得电子被还原，具体按电解质不同通常可分为4种燃料电池碱性介质：O2 + 4+ 2H2O 4酸性介质：O2 + 4+ 4 2H2O电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物（传导氧离子）：O2+ 4 2O2-质子交换膜（传导氢离子）：O2 + 4+ 4 2H2O特殊原电池: 镁、铝、氢氧化钠，铝作负极 ;铜、铝、浓硝酸，铜作负极 ; 铜、铁、浓硝酸，铜作负极，等特点：电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应；可将电能转化为化学能活性电极：阳极溶解（优先），金属生成金属阳离子阳极惰性电极一般为阴离子放电，失电子被氧化，发生氧化反应（接电源正极）（石墨、铂等）常用放电顺序是：>>高价态含氧酸根（还原性顺序），发生氧化反应，相应产生氯气、氧气电解原理电极反应阴极电极本身一般不参加反应，阳离子放电，得电子被还原，发生还原反应（接电源负极）常用放电顺序是：>2+>>活泼金属阳离子（氧化性顺序），相应产生银、铜、氢气电流方向：正极到阳极再到阴极最后到负极电子流向：负极到阴极，阳极到正极(电解质溶液中无电子流动，是阴阳离子在定向移动）离子流向：阴离子移向阳极（阴离子放电），阳离子移向阴极（阳离子放电）常见电极反应式阳极： 2- 22↑ , 4- 4 O2↑+ 2H2O或2H24 O2↑+4（来自水时适用）电解池阴极：+ , 2+ + 2 , 2 + 2 H2↑或2H222↑+2（来自水时适用）电解水型：强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐，如：、、 H24、3、24溶液等电解溶质型：无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐，如：、2溶液等常见电解类型电解溶质+水（放氢生碱型）：活泼金属的无氧酸盐，如：、、2溶液等电解溶质+水（放氧生酸盐）：不活泼金属的含氧酸盐，如：4、3溶液等氯碱工业的基础：电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠铜的电解精炼：粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液电解原理的应用电镀（铜）：纯铜作阳极，待镀件作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液（电镀液）冶炼金属，如钠（电解熔融氯化钠）、镁（电解熔融氯化镁）、铝（电解熔融氧化铝）金属的电化学防腐（外接电源的阴极保护法）金属的腐蚀：分为化学腐蚀和电化学腐蚀，其中，后者是主要方式，且速率更大（因为电化学腐蚀时形成了大量微小原电池），电化学腐蚀包括吸氧腐蚀（中性、碱性环境等）以及析氢腐蚀（酸性较强时），吸氧腐蚀是主要形式，钢铁可以最终均形成红棕色的铁锈（2O3·2O）。

高二化学原电池知识点原电池是一种将化学能转化为电能的装置，由于其简单、方便和高效的特点，被广泛应用于各个领域。

在高二化学学习中，我们需要了解一些关于原电池的基本知识点。

本文将为你介绍原电池的构成、原理、分类和应用。

一、原电池的构成原电池是由两种或两种以上的电极以及它们之间的电解质构成的。

电极分为阳极和阴极，电解质是连接电极的导电溶液或者固体。

阳极是发生氧化反应的电极，阴极是发生还原反应的电极。

电解质则是使阳极和阴极之间可以传递离子或电子的介质。

二、原电池的工作原理原电池的工作原理可简单归纳为“氧化-还原”反应。

在原电池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，产生的电子沿外电路流动，从而产生电流。

三、原电池的分类原电池可以根据电解质的形式、电极的材料以及反应方式进行分类。

根据电解质的形式，原电池可分为液体电池和固体电池。

液体电池中的电解质为溶液，而固体电池则使用固体电解质。

根据电极的材料，原电池可分为单金属电池、双金属电池和燃料电池。

根据反应方式，原电池可分为非可逆电池和可逆电池。

四、原电池的应用原电池在生活中有许多应用。

最常见的原电池就是干电池，它广泛应用于遥控器、手电筒等小型电子设备中。

其他的应用包括锂电池、镉镍电池、氢燃料电池等。

锂电池因其高能量密度和长寿命被广泛应用于电动汽车和移动设备。

氢燃料电池则是一种清洁能源，在交通和能源供应方面具有重要的应用前景。

五、原电池的优缺点原电池作为一种便携式和经济实惠的能源装置，具有许多优点。

首先，原电池的使用寿命相对较长，可以在不同环境下使用。

其次，原电池的启动和关闭非常方便，可以根据需要进行控制。

但是，原电池也存在一些缺点，例如能量储存密度低，所储存的电能有限。

此外，废旧电池处理也成为一个环境问题，需要加强回收和处理工作。

总结：高二化学学习中，了解原电池的构成、原理、分类和应用是必不可少的。

原电池作为一种将化学能转化为电能的装置，为我们的生活和工作提供了许多便利。