《化学反应与能量转化》化学键化学反应规律PPT(第2课时)
第一部分内容：必备知识·素养奠基
一、原电池的构造及原理
1.原电池原理
(1)原电池:一种利用_____________将_____________________的装置。
(2)原电池原理
①氢氧燃料电池
②原电池原理(以氢氧燃料电池为例)
2.原电池的构造
【做一做】
如图为由锌、石墨棒和硫酸铜溶液组成的原电池
(1)负极反应物是___,___电子发生_____反应;
(2)正极反应物是____,___电子发生_____反应;
(3)工作时以上原电池中_____能转化为___能。
二、原电池的设计
1.基本思路
2.具体流程
3.实例
(1)原电池设计
(2)装置
①装置
②电极反应
负极反应:______________,_____反应;
正极反应:2H++2e-====H2↑,还原反应。
【巧判断】
(1)原电池中电子由负极通过导线到正极,然后由正极经溶液再到负极,形成闭合回路。( )
提示:×。导电时溶液中没有电子的移动,只有阴阳离子的定向移动。
(2)原电池中两电极如果都是金属,一般活泼的金属作负极。 ( )
提示:√。活泼的金属容易失电子,原电池中失电子的一极为负极。
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化学反应与能量转化PPT，第二部分内容：关键能力·素养奠基
知识点一 原电池的原理及电极判断
【重点释疑】
1.原理(以铜锌原电池为例)
2.正负极的判断
【易错提醒】判断正负极时应注意的几个问题
(1)活泼性强的不一定是负极,如镁和铝放入氢氧化钠溶液中形成原电池,铝是负极;铜和铝放入浓硝酸中形成原电池,由于铝的钝化,铜是负极。
(2)燃料电池中电极不参与反应,通入燃料的一极为负极,通入助燃剂(一般为氧气)的一极为正极。
(3)如果给了电池反应,正负极还可以根据化合价的改变来判断,化合价升高的物质失电子,为负极;化合价降低的物质得电子,为正极。
【思考·讨论】
(1)原电池原理中的“闭合回路”,其含义是什么?
提示:原电池在工作时,带电粒子是按照一定的规律,沿一定方向运动的,应当从两方面掌握:一是溶液中的阴离子向负极方向运动,而阳离子向正极方向运动;二是导线上电子从负极流向正极(电流从正极流向负极)。整个回路上带同种电荷的粒子沿一个方向不停地运动。
(2)电池的负极只能是金属材料吗?
提示:不是。燃料电池的负极就不是金属如氢氧燃料电池负极材料为石墨。
【案例示范】
【典例】(2019·临沂高一检测)如图所示是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如下,则卡片上的描述合理的是( )
A.①②③ B.②④ C.②③④ D.③④⑤
【思维建模】解答原电池原理型试题的思维流程如下:
【解析】选B。铜锌形成原电池的时候,锌是负极,铜为正极;由于锌失去电子变成锌离子进入溶液中,电子通过外电路流向正极,溶液中的氢离子在正极上得到电子,变成氢气,发生还原反应;阳离子向正极移动,阴离子硫酸根离子向负极移动;若有0.5 mol电子流经导线,由于正极的电极反应式为2H++2e-====H2↑,所以会产生0.25 mol的氢气;电子的流向是由负极流向正极,所以应该是由Zn→Cu;正极反应式是2H++2e-====H2↑,发生还原反应。
【母题追问】(1)若将上题图示中的电解质溶液变成硫酸铜溶液,能否形成原电池?若能,请写出电极反应式;若不能,请说明理由。
提示:可以形成,只不过是溶液里的氢离子参加反应变成铜离子参加反应。其电极反应如下:负极(Zn):Zn-2e-====Zn2+;正极(Cu):Cu2++2e-====Cu。
(2)若此原电池有0.5 mol电子流经导线,此时锌电极的质量将如何变化?
提示:由原电池原理可知,锌电极的质量将减少,由Zn-2e-====Zn2+可知,有0.5 mol电子流经导线时减少的质量为16.25 g。
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