【学案】第11讲 原电池 -【暑假弯道超车】新高二化学暑假讲义+习题(解析版)

我爱教化学 2023-08-08 16:49:50 10 次浏览
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1.第11讲 原电池 -【暑假弯道超车】新高二化学暑假讲义+习题(原卷版).docx(4.9 MB)
2.第11讲 原电池 -【暑假弯道超车】新高二化学暑假讲义+习题(解析版).docx(4.98 MB)

一、原电池的工作原理

1.概念和反应本质

原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是自发进行的氧化还原反应。

2.构成条件

(1)一看反应:看是否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)。

(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。

(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:

①电解质溶液;

②两电极直接或间接接触;

③两电极插入电解质溶液中。

3.铜锌原电池工作原理

①电子移动方向:锌失电子逐渐溶解变成Zn2+进入溶液,电子从负极经导线流入正极。

②离子移动方向:阴离子向负极移动(如SO2-4),阳离子向正极移动(如Zn2+和H+,溶液中H+在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。

③两极电极反应式

负极(锌极):Zn-2e-===Zn2+(氧化反应)。

正极(铜极):2H++2e-===H2(还原反应)。

总反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑。

4.原电池原理的应用

(1)比较金属的活动性强弱:原电池中,负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。

(2)加快化学反应速率:一个自发进行的氧化还原反应,形成原电池时会使反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池,反应速率增大。

(3)用于金属的防护:使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。

(4)设计制作化学电源

①拆分反应:将氧化还原反应分成两个半反应。

②选择电极材料:将还原剂(一般为比较活泼的金属)作负极,活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质,可选择惰性电极——石墨棒、铂片作负极。

③构成闭合回路:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。

④画装置图:结合要求及反应特点,画出原电池装置图,标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。

5.一般电极反应式的书写方法

(1)判断原电池的正、负极,即找出氧化剂和还原剂。

(2)结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。

(3)写出电极反应式,将两式相加得总反应式。

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