2018_2019学年高中化学主题3合理利用化学能源课题1电池探秘学案鲁科版选修1

课题1 电池探秘
学习目标：1.以铜锌原电池为例理解原电池的工作原理。

(重难点)2.认识电池的构成条件，掌握原电池正负极的判断方法。

(重点)3.学会应用所学知识分析出生活中所使用的各种电池。

(难点)
[自主预习·探新知]
一、电池是怎样工作的
1．原电池的定义
将化学能转化为电能的装置。

2．原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)
(1)工作原理
锌片失去电子，电子经导线流向铜片，溶液中的H＋从铜片上得到电子被还原成氢原子，继而结合成氢分子在铜片上放出。

(2)电极名称
负极：电子流出的电极。

(发生氧化反应的一极)
正极：电子流入的电极。

(发生还原反应的一极)
(3)电极反应式
负极：Zn－2e－===Zn2＋
正极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
3．原电池的构成条件
(1)两个活泼性不同的电极(或金属与导电的非金属)
①负极：活泼性强、失去电子发生氧化反应。

②正极：活泼性弱、得到电子发生还原反应。

(2)两电极插入同一电解质溶液中。

(3)形成闭合回路。

(4)能自发地发生氧化还原反应。

4．实质
原电池产生电流的实质，是发生了氧化还原反应。

电子由负极流向正极产生电流。

5．实际应用
(1)纽扣电池及工作原理
总反应式：H2O＋Zn＋HgO===Zn(OH)2＋Hg
(2)纽扣电池的优点：体积小，寿命长，电流稳定。

二、认识几种电池
1．几种电池比较
4放电
充电
2PbSO
(1)废旧电池必须回收。

(2)开发使用无污染或污染小的新型电池，如太阳能电池。

[基础自测]
1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)原电池中负极发生还原反应，正极发生氧化反应。

( )
(2)锌锰干电池中碳棒与顶端的金属帽相连做正极，锌筒做负极。

( )
(3)铅蓄电池充电时化学能转化为电能。

( )
(4)燃料电池中燃料燃烧充分，能量转化率高。

( )
【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×
2．下列有关原电池的说法中，正确的是( )
【导学号：72572094】A．在正极上发生氧化反应
B．化学性质较活泼的金属为负极
C．正极是电子流出的极
D．是由电能转化为化学能的装置
B[原电池是化学能转化为电能的装置。

在原电池工作时，较活泼的负极失电子被氧化，即电子流出；较不活泼的正极上得电子发生还原反应，即电子流入。

]
3．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
B[锂离子电池可以充电，再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流从铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错误；电池的实质是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确。

]
[合作探究·攻重难]
示。

[思考交流]
1．怎样判断该电池的正、负极？
【提示】电子流出的电极为负极，即X为负极；电子流入的电极为正极，即Y为正极。

2．X极发生氧化反应还是还原反应？
【提示】氧化反应。

3．如果X极为铁片，Y极能是锌片吗？为什么？
【提示】不能。

原电池中负极材料的活动性一般比正极材料强。

1．原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)
2．原电池正负极的判断
(1)由组成原电池两极的电极材料判断。

一般是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。

在特殊情况下，正负极的判断还要考虑电解质溶液的性质。

如(－)Al|NaOH(aq)|Mg(＋)原电池中Al做负极，在强碱性条件下，Al比Mg活泼。

(2)根据电流方向或电子流动方向判断。

在外电路上，电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。

(3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。

在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。

(4)根据原电池两极发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。

(5)依据现象判断。

一般溶解的一极为负极，增重或者有气体放出的一极为正极。

燃料电池除外。

[当堂达标·固双基]
题组1 电池是怎样工作的
1．下列有关原电池的叙述中正确的是( )
【导学号：72572095】A．把电能转变为化学能的装置
B．活泼金属作正极，不活泼金属或非金属作负极
C．外电路中电子从负极流向正极
D．正极发生氧化反应
C[原电池将化学能转化为电能，A错误；原电池中活泼金属做负极，不活泼金属或非金属做正极，B错误；原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极发生还原反应，D错误。

]
2．在下图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电流从电极X流向电极Y。

若X为铁，则Y可能是( )
A．锌B．石墨 C．银 D．铜
A[电流的方向与电子的移动方向相反，故电子由电极Y流向电极X，因此Y电极的活泼性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。

]
3．在银锌原电池中，以硫酸铜溶液为电解质溶液，锌为________极，电极上发生的是________反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式为______________________，锌片上观察到的现象为________，银为________极，电极上发生的是________________反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式是________；银片上观察到的现象是_______________________________。

【解析】在Zn、Ag、CuSO4溶液组成的原电池中，Zn为负极发生氧化反应而逐渐溶解；Ag为正极，溶液中的铜离子被还原析出。

【答案】负氧化Zn－2e－===Zn2＋锌片逐渐溶解正还原Cu2＋＋2e－===Cu 银片上有红色物质析出
1．在内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

2．电子只流经外电路，流向为：负极→导线→正极。

3．电流方向与电子流向相反。

4．只有根据能自发进行且放出能量的氧化还原反应才能设计原电池。

题组2 认识几种电池
4．锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：
Zn＋2MnO2＋2H＋===Zn2＋＋Mn2O3＋H2O
在此电池放电时，正极(碳棒)上发生还原反应的是( )
【导学号：72572096】A．Zn B．碳棒
C．MnO2D．H＋
C[MnO2得电子生成Mn2O3，发生了还原反应。

]
5．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。

下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是( )
【导学号：72572097】
A．该电池工作时电能转化为化学能
B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应：2H2＋O2===2H2O
D[燃料电池将化学能转化为电能，通入燃料的电极为负极失去电子发生氧化反应，通入氧气的一极为正极得到电子发生还原反应。

]。