专题五第二单元专题五第二单元.doc

第二单元　原电池　化学电源 1．理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。 2．了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3．了解研制新型化学电源的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。 一、原电池 1．装置特点：把化学能转化成电能。 2．构成条件 (1)两个活动性不同的电极(两种金属或一种金属和一种可以导电的非金属)。 (2)将电极插入电解质溶液中。 (3)用导线连接电极(或直接接触)形成闭合回路。 (4)能自发进行氧化还原反应。 3．工作原理(以铜锌原电池为例) 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 由锌片沿导线流向Cu片 盐桥中离子流向 阴离子流向负极，阳离子流向正极 电池反应方程式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 原电池内部阴、阳离子如何移动？为什么？ 提示　阴离子移向负极、阳离子移向正极，这是因为负极失电子，生成大量阳离子聚集在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中阳离子要移向正极。 二、化学电源 1．一次电池反应原理(不能充电，不能反复使用) (1)银锌钮扣电池：电极材料分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液。 负极(Zn)：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 正极(Ag2O)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 电池反应方程式：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag (2)碱性锌锰电池：电解质为KOH 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 电池反应方程式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 2．二次电池(可充电，可多次重复使用) 铅蓄电池是最常见的二次电池，它由两组栅状极板交替排列而成，正极板上覆盖有PbO2，负极板上覆盖有Pb，电解质是H2SO4溶液。 铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为： Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l) 3．燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？ 提示　可充电电池充电时的电极接法为： , 两条规律 1．盐桥的作用 (1)使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。 (2)平衡电荷。在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子定向迁移完成的。Zn失去电子Zn2＋进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2＋增多而带正电荷。同时，CuSO4溶液则由于Cu2＋变成Cu，使得SO相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。 2．原电池的工作原理 两种方法 1．原电池的设计思路 构成原电池的基本条件，是进行原电池设计的基本依据。 (1)根据电池反应写出电极反应式，如Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。氧化反应(负极)Fe－2e－===Fe2＋；还原反应(正极)Cu2＋＋2e－===Cu。 (2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，往往以负极反应为依据确定电极材料，选用Zn为负极。正极与负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种材料，正极材料的活动性比Fe弱，可采用惰性电极C。 (3)电解质溶液的选择。电解质是为负极提供放电的物质，因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。电解质溶液要含有Cu2＋，可以为CuCl2溶液或CuSO4溶液。 (4)形成闭合回路。 2．原电池的正、负极的判断 (1)由两极的活泼性强弱确定：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据在两电极发生的反应来判断：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或其质量不断减少，该电极发生氧化反应，则此电极为原电池的负极；若某一电极上有气体产生，电极的质量不断增加或不变，该电极发生还原反应，为电池的正极(燃料电池除外)。 (4)根据外电路中自由电子的移动方向确定：在外电路中电子流出的极为负极，电子流