1、第 2节 原电池 化学电源 -2- 考纲要求 :1.理解原电池的构成、工作原理及应用 ,能书写电极反应和总反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及工作原理。 -3- 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点 三 原电池及其工作原理 1.定义 原电池是把 化学 能转化为 电 能的装置。 2.工作原理 以铜锌原电池为例 : -4- 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点 三 (1) 原理分析。 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn - 2e-Zn2+Cu2+2e-Cu 反应类型 氧化 反应 还原 反应 电子流向 由 Zn 沿 导线 流向 Cu 盐桥中 离子移向 盐桥含饱和
2、 KCl 溶液 ,K+移向 正极 , Cl-移向 负极 (2)两种装置比较。 盐桥的作用 :a.连接内电路形成闭合回路。 b.维持两电极电势差 (中和电荷 ),使电池能持续提供电流。 装置 中有部分 Zn与 Cu2+直接反应 ,使电池效率降低 ;装置 中使 Zn与 Cu2+隔离 ,电池效率提高 ,电流稳定。 -5- 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点 三 3 . 构成条件 电极 两极为导体 , 且存在活动性差异 溶液 两极插入 电解质 溶液中 回路 形成闭合回路或两极直接接触 本质 看能否自发地发生 氧化还原 反应 4 . 三个移动方向 电子方向 从 负 极流出沿导线流入 正 极 电流方
3、向 从 正 极沿导线流向 负 极 离子迁移方向 电解质溶液中 , 阴离子向 负 极迁移 , 阳离子向 正 极迁移 -6- 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点 三 特别提醒 (1)只有氧化还原反应才能设计成原电池。 (2)活泼性强的金属不一定作负极 ,但负极一定发生氧化反应。 (3)电子不能通过电解质溶液 ,溶液中的离子不能通过盐桥。 (4)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。 (5)对于同一反应 ,原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快。 -7- 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点 三 自主巩固 判断正误 ,正确的画 “”,错误的画 “ ”。 (1)原电池可将化学能转化
4、为电能 ,原电池需外接电源才能工作 ( ) (2)NaOH溶液与稀硫酸反应是放热反应 ,此反应可以设计成原电池 ( ) (3)Fe+CuSO4? FeSO4+Cu的反应可以设计成原电池 ( ) (4)氧化还原反应 2H2O 2H2+O2可以设计成原电池 ( ) (5)同种条件下 ,带有 “盐桥 ”的原电池比不带 “盐桥 ”的原电池电流持续时间长 ( ) (6)在原电池中 ,发生氧化反应的一极一定是负极 ( ) (7)在原电池中 ,负极材料的 活动性 一定比正极材料 活动性 强 ( ) -8- 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点 三 1.图解原电池工作原理 -9- 考点一 考点二 基础梳理
5、 考点突破 考点 三 2.原电池中正、负极的判断 判断原电池的正负极需抓住闭合回路和氧化还原反应进行分析 ,如图 注意 :原电池的正负极与电极材料的性质有关 ,也与电解质溶液有关 ,不要形成思维定式 活泼金属一定是负极。如 Al、 Mg和NaOH溶液构成的原电池中 ,Al为负极 ,Mg为正极。 -10- 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点 三 例 1(2017课标全国 )全固态锂硫电池能量密度高、成本低 ,其工作原理如图所示 ,其中电极 a常用掺有石墨烯的 S8材料 ,电池反应为16Li+xS8 8Li2Sx(2 x 8)。下列说法错误的是 ( ) A.电池工作时 ,正极可发生反应 :2
6、Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4 B.电池工作时 ,外电路中流过 0.02 mol电子 ,负极材料减重 0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高电极 a的导电性 D.电池充电时间越长 ,电池中 Li2S2的量越多 答案 解析 解析关闭 A 项 ,在该电池中电极 a 为正极 ,发生的反应依次为 : S 8 +2Li+2 e-Li 2 S 8 3Li 2 S 8 +2Li+2e-4Li 2 S 6 2Li 2 S 6 +2Li+2e-3Li 2 S 4 Li 2 S 4 +2Li+2e-2Li 2 S 2 ,故 A 正确 ;B 项 ,原电 池工作时 ,转移 0 . 02 m ol 电子时 ,被氧化的 Li 的物质的量为 0 . 02 m ol ,质量减小 0 . 14 g,正确 ;C 项 ,石墨烯能导电 ,利用石墨烯作电极 ,可提高电极 a 的导电性 ,正确 ;D 项 ,电池充电时由于 Li+得到电子生成 Li, 则电池充电时间越长 ,电池中 Li 2 S 2 的量越少 ,错误。 答案解析关闭 D
