2017-2018学年度高一化学《原电池》知识点归纳以及典例导析.doc

原电池 【学习目标】 1、了解常见化学能与电能转化方式及应用； 2、掌握原电池的组成及反应原理； 3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。 【要点梳理】 要点一、原电池的工作原理 1、原电池的定义　　燃煤发电的能量转换过程是 ，该过程虽然实现化学能与电能的转化，但是过程繁琐、复杂且能耗较大。在此过程中，燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。因此，需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能，原电池就是这样的装置。 将化学能转变为电能的装置叫做原电池。 2、原电池的工作原理　 实验1、如下图，把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。　　　　现象：Zn片上有气泡出现。　　反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑。Zn失电子生成Zn2+，H＋得电子生成H2。　　实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来，中间接一电流计G。　　　　现象：Zn片逐渐溶解，Cu片上有气泡出现，电流计G指针发生偏转。　　结论：Zn反应生成Zn2+而溶解，Cu片上有H2产生，有电流产生。　　该实验中，产生了电流，就构成了原电池。负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。　　正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为：　　负极：Zn－2e－＝Zn2+　　　正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 要点诠释：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极，从而形成闭合回路。要点三、原电池的正、负极的判断方法　 原电池中正负极的判断方法如下：　　(1)根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。　　(3)根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。　　(4)根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。　　(5)根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。　　要点诠释：在判断电流方向时，要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极。 要点四、原电池电极反应式的书写 书写电极反应式时需掌握以下要点：　 (1)需标出正负极及电极材料。　　(2)遵循三大守恒(电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒)。　　(3)电池的电极反应书写要满足所处的电解质溶液的酸碱性环境。例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适，在传导O2-的固体电解质中，O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。　　(4)电池的电极反应式可以直接写，也可以将总电池反应减去某一极反应得到另一极反应。减的时候要注意不要在负(正)极出现正(负)极得(失)电子的物质。　　以氢氧燃料电池为例： 方法一：直接写。　　负极电极反应式书写：　　酸性介质中：H2失电子为负极，产物写成H+就可以。负极：2H2-4e-=4H+　　碱性介质中：H2失电子的产物写成H+就不合适了，写成H2O更合适，根据电荷守恒，左边补OH-。负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O　　正极电极反应式书写：　　酸性介质中：O2得电子，根据电荷守恒再补4H+，产物写成H2O：　　正极：O2+4H++4e-=2H2O 　　碱性介质中：O2得电子，产物写成OH-更合适，根据元素守恒，左边以H2O来补。正极：O2+2H2O+4e-=4OH-　　方法二：用总反应。 总反应：2H2+O2=2H2O 减去负极反应：2H2-4e-=4H+，将负极中失电子的H2抵消掉，可得酸性条件下的正极反应。 要点诠释： ①书写的原则是：按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应的规律，正确判断出两极物质反应生成的产物，然后结合电解质溶液所能提供的离子，结合质量守恒定律、电荷守恒配平各电极式，两电极反应式相加则得总反应式。结合具体的情况，我们可以概括为以下两种情况：a.根据两个电极反应式，写出总反应式，使两个电极式得失电子数相等后，将两式相加，消去相同的部分。若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解质。b.根据总反应式，写电极反应式一般分四个步骤：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。 ②写电极反应式时应注意： a.两极得失电子数相等。 b.电极反应式常用“”，不用“”。 c.电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，一般不标“↓”。 要点五、原电池原理的应用