高中化学精讲原电池原理及应用

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1、考点考点 39 原电池原理及应用原电池原理及应用 1复习重点复习重点 1原电池的电极名称及电极反应式， 2对几种化学电源的电极反应式的认识和书写， 3原电池原理的应用。 4其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。 2难点聚焦难点聚焦复习提问氧化还原反应的特征 是什么？ 氧化还原反应的本质是什么？（答）元素化合价发生升 降（答）电子的转移复习旧知识，引入新知识。温故而 知新多媒体展示原电池在当今生产、 生活和科技发展中广泛的用途观看屏幕从教材中吸取信息，重视教材、阅 读教材，培养学生紧扣教材的思想讲述尽管这些电池大小、用途、 功效各有不同，但设计原理是相 同的提出课题第四节 原电池原理及其应用

2、 一、原电池原理设问Mg 条在空气中燃烧现象如 何？过程中发生的能量变化有哪 些？（答）发出耀眼的强光， 同时放出大量的热 （答）化学能转变为光能、 化学能转变为热能帮助学生树立能量转化观点讲述这是一个氧化还原反应， Mg 直接失电子给氧，设想如果把 Mg 失去的电子通过导线递给氧， 在导线中不就有电流产生吗？该 过程就是化学能转变成电能了。 那么到底通过何种途径、何种装 置来实现这种转变呢？学生思考提出设想，激发学生学习的兴趣和求 知欲原电池装置是将化学能转变为电 能的装置原电池装置就是帮助我们来实现这种转变的装置分组实验 1锌粒放入稀硫酸中 2铜片放入稀硫酸中 3锌粒放在铜片上一起浸入稀

3、硫酸中 4锌粒、铜片用导线连在灵敏 电流计上 5用干电池证明4的正负极动手实验 描述现象 分析讨论 现象解释培养学生的动手能力、敏锐的观察力， 提高学生分析、解决问题的能力，严 密的逻辑推理能力多媒体动画模拟 锌、铜原电 池原理学生观察、分析、填表变微观现象为直观生动，便于学生掌 握多媒体动画模拟原电池组成实 验装置的改变： a、 溶液相同，电极变化：b、 电极相同，溶液变化：c、 断路：思考：原电池装置构成必 须具备哪些条件？培养学生类比，归纳、总结的自主学 习的能力板书原电池组成条件：（-）较活泼的金属（a）电极（+）较不活泼的金属或非金属（b）电解质溶液（c）闭合回路 培养学生分析问题的

4、能力从以上讨论的原电池装置中我们来总结一下：原电池原理原电池原理：电子负极 正极（导线）流出电子 流入电子发生氧化反应 发生还原反应培养学生分析、归纳能力设问那么电极上的反应如何写？书写时要注意什么？讲述以 Zn-Cu 原电池为例练电极反应式和电池总反应强调注意点，作业规范化。电极反应：（-）Zn-2e=Zn2+（+）2H+2e=H2电池总反应：Zn+2H+=H2+Zn2+练：Zn-Ag-CuSO4训练基本功，培养学生良好的学习习惯。宏观上我们看到了两极上的变化，从微观上我们再来探讨一下多媒体动画模拟原电池中的微粒运动微粒流向：外电路：电子：负极 导线 正极内电路：离子：阳离子向正极移动学生分

5、析透过现象看本质小结 原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应，正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转换为电能的装置。总结本节课内容，起到突出重点，首尾呼应作用。投影练习结合原电池条件，将Fe+Cu2+=C+Fe2+设计成一个原电池学生分析、练习巩固和应用，培养学生的知识迁移能力和发散能力作业 1、课本 P108（一） （1） （3） （三）1 2、练习册 P113 18 题家庭实验 1、制作一水果电池2、拆开一节废旧干电池，观察其构造培养学生动手能力和解决生活中实际问题的能力研究性学习课题调查常用电池的种类，使用范围及电池中氧化剂和还原剂，了解回收废电池的意义和价值。培养学生综合问题能力

6、，使学生了解 社会、关心生活，关注环境，增强主 人翁意识。板书设计板书设计一、原电池原理1、 定义：原电池装置是将化学能转变为电能的装置2、 构成要素（-）较活泼的金属（a）电极（+）较不活泼的金属或非金属（b）电解质溶液（c）闭合回路 3、原电池原理： 电子负极 正极活泼的一极 （导线） 不活泼的一极流出电子 流入电子发生氧化反应 发生还原反应（1）电极反应 Zn-2e=Zn2+ 2H+2e=H2（2）电池总反应 Zn+2H+=H2+ Zn2+（3） 、微粒流向：外电路：电子：负极 导线 正极 内电路：离子：阳离子向正极移动小结：原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应，正极流入电子，发生还原

7、反应，从而实现化学能转换为电能的装置。3例题精讲例题精讲1 1确定金属活动性顺序确定金属活动性顺序例例 1 1 （1993 年上海高考化学题）有 A、B、C、D 四种金属，将 A 与 B 用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B 不易被腐蚀；将 A、D 分别投入到等浓度的盐酸中，D 比 A 反应剧烈；将铜浸入 B 的盐溶液中无明显变化；将铜浸入 C 的盐溶液中，有金属 C 析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 （ ）ADCAB BDABC CDBAC DBADC解析：解析：根据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B 不易被腐蚀，说明 B 为正极，金属活动性AB。另可比较出

8、金属活动性 DA，BC。故答案为 B 项。2 2比较反应速率比较反应速率例例 2 2 （2000 年北京春季高考化学题）100mL 浓度为 2 molL-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 （ ）A加入适量的 6molL-1的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液 C加入适量蒸馏水D加入适量的氯化钠溶液解析：解析：向溶液中再加入盐酸，H+的物质的量增加，生成 H2的总量也增加，A 错。加入氯化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，生成 H2的总量决定于盐酸的量，故 B 正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中 H

9、+浓度的下降，反应速率变慢，故 C、D 都不正确。本题答案为 B 项。 3 3书写电极反应式、总反应式书写电极反应式、总反应式例例 3 3 （2000 年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐 混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与 CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在 650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO32-4e-= 4CO2阴极反应式：_，电池总反应式：_。解析：解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中 CO 为还原剂，空气中 O2为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O2=

10、2CO2。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O2+2CO2+4e-= 2CO32- 。4 4分析电极反应分析电极反应例例 4 4 （1999 年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2根据此反应式判断下列叙述中正确的是（ ）A电池放电时，电池负极周围溶液的 pH 不断增大 B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原 D电池放电时，H2是负极解析：解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应

11、。根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中 NiO(OH)和 Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式：H2+2OH-2e- = 2H2O，H2为负极，附近的 pH 应下降。放电时镍元素由+3 价变为+2 价，被还原，充电时氢元素由+1 价变为 0 价，被还原。故答案为 C、D 项。 例例5 5 （2000年全国高考理综题）钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应（ ）A2H+2e-=H2 B2H2O+O2+4e-= 4OH- CFe-2e-=Fe2+ D4OH-+4e-=2H2O+O2解析解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极

12、为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有 O2或 CO2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，正极反应为：2H2O+O2+4e-= 4OH-；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，正极反应为：2H+2e-=H2。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案为 C 项。5 5判断原电池的电极判断原电池的电极例例 6 6 （2001 年广东高考化学题）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：由此可知，该电池放电时的负极材料是（ ）ACd(OH)2 BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)解析：解析：

13、此电池放电时为原电池反应，所列反应由右向左进行，Cd 元素由 0 价变为+2 价，失去电子，被氧化，故Cd 是电池的负极反应材料。本题答案为 C 项。 例例 7 7 （2001 年上海高考化学题）铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（ ）A阴极 B正极 C阳极 D负极解析：解析：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性 ZnCu，故 Zn 为负极。答案为 D项。6 6原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用例例 8 8 （2004 年天津高考理综题）下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 ( )Aa 电极是负极Bb 电极的电极反应为：4OH

14、-4e-= 2H2O+O2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源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解析：解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知 a 极为负极，其电极反应为：2H2-4e-=4H+，b 极为正极，其电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应式为：2H2+O2=2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内。故答案为 B 项。例例 9 9 （2004 年江苏高考化学题）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)

15、+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(1)+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外电路中每通过 O.2mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5g解析：解析： 该电池的电解液为 KOH 溶液，结合总反应式可写出负极反应式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e- = Zn(OH)2(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq)。Zn 为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1molZn 失去 2mol 电子，外电路中每通过 O.2mol 电子，Zn 的质量理论上减小6.5g。故答案为 C 项。4实战演练实战演练 一、选择题 1.（2003 年春季高考理综题）家用炒菜铁锅用