高中化学 原电池原理
高中化学58个精讲_(39)_原电池原理及应用
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。
这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
形成条件①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反应。
①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。
反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。
由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)电子流向负极→正极电源负极→阴极;阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极;阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能应用①抗金属的电化腐蚀;②实用电池。
①电解食盐水(氯碱工业);②电镀(镀铜);③电冶(冶炼Na、Mg、Al);④精炼(精铜)。
考点39原电池原理及应用1.复习重点1.原电池的电极名称及电极反应式,2.对几种化学电源的电极反应式的认识和书写,3.原电池原理的应用。
4.其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。
[复习提问]氧化还原反应的特征是什么?氧化还原反应的本质是什么?(答)元素化合价发生升降(答)电子的转移复习旧知识,引入新知识。
温故而知新[多媒体展示]原电池在当今生产、生活和科技发展中广泛的用途观看屏幕从教材中吸取信息,重视教材、阅读教材,培养学生紧扣教材的思想[讲述]尽管这些电池大小、用途、功效各有不同,但设计原理是相同的提出课题[多媒体动画模拟]原电池组成实验装置的改变:a、溶液相同,电极变化:b、电极相同,溶液变化:c、断路:思考:原电池装置构成必须具备哪些条件?培养学生类比,归纳、总结的自主学习的能力[板书]原电池组成条件:(-)较活泼的金属(a)电极(+)较不活泼的金属或非金属(b)电解质溶液(c)闭合回路培养学生分析问题的能力从以上讨论的原电池装置中我们来总结一下:原电池原理原电池原理:电子负极正极(导线)流出电子流入电子发生氧化反应发生还原反应培养学生分析、归纳能力[设问]那么电极上的反应如何写?书写时要注意什么?[讲述]以Zn-Cu原电池为例练电极反应式和电池总反应强调注意点,作业规范化。
高中化学必修二《原电池原理及其应用》教案设计
高中化学必修二《原电池原理及其应用》教案设计一、教学目标1.知识目标:o学生能够理解原电池的基本概念和工作原理。
o学生能够掌握原电池的组成要素及电极反应式的书写方法。
o学生能够了解常见原电池的类型及其应用。
2.能力目标:o学生能够通过实验观察和数据分析,理解原电池产生电流的过程。
o学生能够运用原电池原理解决实际问题,如设计简单的原电池装置。
o学生能够培养科学探究能力和团队合作能力。
3.情感态度价值观目标:o培养学生对化学学科的兴趣和好奇心,激发探索自然现象的热情。
o培养学生的环保意识,了解电池使用对环境的影响。
o培养学生的创新意识和实践能力,勇于尝试新事物。
二、教学内容4.重点内容:o原电池的基本概念和工作原理。
o原电池的组成要素和电极反应式的书写。
o常见原电池的类型及其应用。
5.难点内容:o理解原电池内部电子转移和离子移动的过程。
o书写复杂的电极反应式和总反应式。
o设计并制作简单的原电池装置。
三、教学方法-讲授法:用于介绍原电池的基本概念和原理。
-讨论法:组织学生小组讨论原电池的组成要素和电极反应。
-实验法:通过实验操作,让学生观察原电池产生电流的过程。
-案例分析法:分析常见原电池的应用实例,加深理解。
-多媒体教学:利用多媒体课件展示原电池的工作原理和实验过程。
四、教学资源-教材:高中化学必修二教材。
-教具:黑板、粉笔、多媒体投影仪。
-实验器材:铜片、锌片、稀硫酸、导线、电压表、烧杯等。
-多媒体资源:原电池工作原理动画、实验视频、课件。
五、教学过程六、课堂管理1.小组讨论:每组4-5人,确保每个学生都有参与机会,指定小组长负责协调讨论和记录。
2.课堂纪律:明确课堂规则,如举手发言、保持安静等,对违规行为及时提醒和处理。
3.激励策略:对积极参与讨论、实验表现突出的学生给予表扬和奖励,激发学生的积极性。
七、评价与反馈1.课堂小测验:在课堂结束时进行小测验,检查学生对本节课内容的掌握情况。
2.课后作业:布置书面作业和实验报告,要求学生独立完成,以巩固所学知识。
高中化学 原电池原理知识点总结
原电池正负极判断的方法①由组成原电池的两级材料判断,一般是活泼金属为负极,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判断,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根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向,在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断,原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
⑤X极增重或减重:X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极。
⑥X极有气泡冒出:发生可析出氢气的反应,说明X极为正极。
⑦X极负极pH变化:析氢或吸氧的电极发生反应后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,X极附近的pH增大,说明X极为正极。
原电池:1.定义:将化学能转化为电能的装置。
2.工作原理:以铜-锌原电池为例(1)装置图:(2)原理图:3.实质:化学能转化为电能。
4.构成前提:能自发地发生氧化还原反应。
5.电极反应:负极:失去电子;氧化反应;流出电子正极:得到电子;氧化反应;流入电子原电池中的电荷流动:在外电路(电解质溶液以外),电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极,使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。
在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子 (带负电荷)向负极移动。
这样形成了电荷持续定向流动,电性趋向平衡的闭合电路。
一、原电池的原理1.构成原电池的四个条件以铜锌原电池为例①活拨性不同的两个电极②电解质溶液③自发的氧化还原反应④形成闭合回路2.原电池正负极的确定①活拨性较强的金属作负极,活拨性弱的金属或非金属作正极。
②负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应③外电路由金属等导电。
在外电路中电子由负极流入正极④内电路由电解液导电。
在内电路中阳离子移向正极,阴离子会移向负极区。
Cu-Zn原电池:负极: Zn-2e=Zn2+ 正极:2H+ +2e=H2↑总反应:Zn +2H+=Zn2+ +H2↑氢氧燃料电池,分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下:碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极:O2+4e-+2 H2O=4OH-酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+ 正极:O2+4e-+4H+=2 H2O总反应都是:2H2+ O2=2 H2O二、电解池的原理1.构成电解池的四个条件以NaCl的电解为例①构成闭合回路②电解质溶液③两个电极④直流电源2.电解池阴阳极的确定①与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极②电子由电源负极→导线→电解池的阴极→电解液中的被还原,电解池中阴离子被氧化→电解池的阳极→导线→电源正极③阳离子向负极移动;阴离子向阳极移动④阴极上发生阳离子得电子的还原反应,阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。
高中化学【化学能转化为电能——电池】
第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理1.了解原电池的工作原理。
(重点)2.能写出电极反应式和电池反应方程式。
(重点)3.学会设计简单原电池装置。
原电池的工作原理[基础·初探]教材整理1铜锌原电池实验1.实验装置2.实验现象及分析实验现象检流计指针偏转;锌片溶解,铜片变粗电极反应负极(锌极):Zn-2e-===Zn2+,氧化反应正极(铜极):Cu2++2e-===Cu,还原反应电子流向电子由锌片通过导线流向铜片电池反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu能量转换化学能转化成电能1.原电池(1)定义:能将化学能转化为电能的装置。
(2)电极名称及电极反应。
①负极:电子流出的一极,发生氧化反应。
②正极:电子流入的一极,发生还原反应。
(3)原电池的构成条件。
①两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。
②电解质溶液。
③构成闭合回路。
④能自发发生的氧化还原反应。
2.工作原理外电路中电子由负极流向正极;内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极,阳离子移向正极;电子发生定向移动从而形成电流,实现了化学能向电能的转化。
[探究·升华][思考探究]1799年,意大利科学家伏特发明了世界上最早的电池——伏特电池。
1836年,英国科学家丹尼尔对“伏特电池”进行了改良,制造了一个能稳定工作的铜锌原电池,称为“丹尼尔电池”。
其基本构造如图所示。
问题思考:(1)该装置中电子移动方向如何?溶液中的SO2-4通过盐桥移向锌极吗?【提示】该原电池中负极是锌,正极是铜,电子由锌极流向铜极,盐桥中的K+向正极移动,Cl-向负极移动,从而平衡电荷,溶液中的SO2-4不会通过盐桥移向锌极。
(2)取出盐桥,检流计指针还会偏转吗?【提示】取出盐桥,不能构成闭合回路,检流计指针不会偏转。
(3)将盐桥改为铜导线连接两种溶液,检流计指针还能偏转吗?【提示】将盐桥改为铜导线连接两种溶液,不能构成原电池,检流计指针不发生偏转。
高中化学知识点总结3:电化学
高中化学知识点总结-----电化学一、原电池1.概念和反应本质:原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.原电池的构成条件(1)一看反应:能自发进行的氧化还原反应(且为放热反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(但在燃料电池中两电极都为Pt 铂电极,不参与反应,有很强的催化活性,起导电作用)(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需要两电极直接或用导线相连插入电解质溶液中。
(4)四看电解质溶液或熔融电解质;3.原电池的工作原理:以锌铜原电池为例(Cu-Zn-CuSO 4) 单液原电池、 双液原电池负极(锌片):Zn -2e -===Zn 2+(氧化反应)(1) 正极(铜片):Cu 2++2e -===Cu (还原反应)电池反应:Zn + CuSO 4 = Cu + ZnSO 4(2)电子流向:由负极(Zn 片)沿导线流向正极(Cu 片)(3)离子移向:正正负负(4)盐桥 ①盐桥中通常装有琼胶的KCl (KNO 3)饱和溶液。
②盐桥的作用:平衡电荷,形成闭合回路③盐桥中离子移向:正正负负。
可逆反应达到平衡时,v (正)=v (逆),电流表指针归0.(5)单液原电池的缺点:负极与电解液不可避免会接触反应,在负极析出Cu ,形成无数微小的Cu-Zn 原电池,造成原电池效率不高,电流在较短时间内就会衰减。
(6)双液原电池优点:把氧化反应和还原反应彻底分开,形成两个半电池,避免负极与电解液直接反应。
一般电极材料与相应容器中电解液的阳离子相同。
4、原电池正负极的判断方法强调:负极首先是能与电解液直接反应,其次为较活泼的一极。
如:Mg-Al-NaOH 原电池中,Al 作负极。
Al-Cu-浓HNO 3原电池中,Cu 作负极。
另外还可以根据:(1) 原电池的工作原理: 负失氧化阴移向,正得还原阳移向。
(2)根据现象判断。
金属溶解质量减轻的一极为负极,有金属析出质量增加或有气体产生的一极为正极。
高中化学:原电池的工作原理
1、对原电池原理的理解:
从理论上讲,我们可以把任何一个氧化还原反应都可设计成原电池。
因为氧化还原反应的本质是电子的转移。
我们想办法把氧化还原反应过程中的电子转移通过设计成特有的装置,使化学反应过程中的电子转移通过导体而导出,就可制成原电池,即原电池就是将化学能转变为电能的装置。
负极-------较活泼的金属---------------失去电子-------发生氧化反应。
正极-------较不活泼的金属-------------得到电子-------发生还原反应。
2、粒子流向:在外电路中,电子由负极流向正极;在电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、组成原电池的条件。
①有两种活性不同的金属(也可是非金属导体或可导电的金属氧化物等)。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两电极相连或直接接触而形成闭合电路。
高中二年级上学期化学《原电池工作原理》教学设计
原电池工作原理一、课标解读1.内容要求了解原电池的工作原理;2.学业要求能分析、解释原电池的工作原理,能设计简单的原电池。
二、教材分析从学科核心知识看,新课程更加注重发挥学科核心知识的认知发展功能,例如对原电池和电解池工作原理要求中,新课标描述为:“认识电解在实现物质转化和能量储存中的具体应用”。
学科核心知识是学生学科能力的基础,知识只有变为自觉主动的认识角度和认识思路才能转化为学科能力和学科素养。
从学科核心观念看,新课程更加注重化学的学科价值观。
在学业要求中,新课标对电化学的应用中,未局限于金属防腐的传统素材,更关注到自然环境和社会生活中的能源利用问题,让学生利用所学知识分析和解决真实情境下的化学问题,以凸显学科价值,彰显社会情怀。
此外,相比于旧课标,新课程更加关注学生的迁移能力,将具体技能要求移入学业要求中,例如:“能设计简单的原电池和电解池”,利用所学知识分析解释熟悉的或简单的事物,由已知推测未知,是创新能力的核心要素和典型表现。
三、学情分析通过初中化学和高中化学必修模块的学习,学生已经了解了氧化还原反应的知识,也已经初步认识到原电池的功能即将化学能转化为电能,选修中又学习了热化学和电解的知识,从物质的反应、微粒的运动、能量的转化等各个角度,为原电池的学习奠定了基础。
但原电池内容涉及到发展学生对氧化还原反应、微粒观的认识发展以及分析体系中化学反应的基本思路的培养,这些都会对学生的认知发展带来障碍。
虽然关于原电池的知识难度从必修到选修阶段是一个螺旋上升过程,但是由于学生关于电化学知识的欠缺、受到物理学知识的影响以及对语言的错误理解,导致学生存在一定的认知障碍。
例如,如何认识电极材料与电极反应物的关系、电解质溶液与电极反应物的关系?如何认识原电池中氧化反应、还原反应分开进行?怎样从微观视角分析原电池中微粒的运动与反应?四、素养目标【学习目标】1.掌握原电池的概念和盐桥电池的工作原理;2.学会设计原电池;3.体会盐桥电池的优点和应用【评价目标】1.通过体验化学能转化为电能的探究过程,诊断学生对原电池工作原理的掌握程度;2.通过对单池原电池与盐桥原电池的设计对比,学会比较、评价设计方案;3.通过自主探究根据现象设疑,根据疑问求解的模式,诊断并发展学生的证据推理能力与模型认知素养。
高中化学选择性必修一教案讲义:原电池的工作原理(教师版)
原电池的工作原理01目标任务课程标准学习目标1.能分析、解释原电池的工作原理,能设计简单的原电池。
2.能正确判断原电池的电极并书写电极反应式。
3.认识化学能转化成电能的实际意义及其重要应用。
1.能从宏观与微观相结合的角度认识原电池的构成条件及工作原理。
2.能利用原电池的理论模型,建立对原电池装置的系统分析的思维模板,并能解决相关实际问题。
02预习导学自主梳理一、原电池工作原理1.概念:将转化为的装置,称为原电池,其反应实质是自发的氧化还原反应。
2.锌铜原电池工作原理装置与现象锌片,铜片上有,电流表指针发生电极名称Zn电极—负极Cu电极—正极得失电子失电子得电子电子流向反应类型反应反应电极反应式Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu 总反应式Zn+Cu2+===Zn2++Cu3.盐桥(1)成分:含有琼胶的KCl饱和溶液。
(2)离子移动方向:Cl-移向极区,K+移向极区。
4.原电池的构成条件二、原电池的设计1.原电池的组成:原电池是由两个组成,如锌铜原电池是锌半电池和铜半电池通过连接。
2.原电池设计关键(1)外电路负极(的物质)――→e -导线正极(较稳定的金属或能导电的非金属)。
(2)内电路将两极浸入溶液中,使阴、阳离子做。
阴离子移向极,阳离子移向极。
【答案】一、1.化学能电能2.逐渐溶解红色物质析出偏转流出流入氧化还原3.(2)负正4.负电解质闭合氧化还原二、1.半电池盐桥2.(1)还原性较强(2)电解质定向移动负正预习检测1.在如图所示的水果(柠檬)电池中,测得Y 的电势更高,若X 为铁,则Y 不可能是A .锌B .石墨C .银D .铜【答案】A【解析】测得Y 的电势更高,Y 电极为正极,因此Y 的金属活动性弱于铁,故Y 不可能为锌,故选A 。
2.某同学设计的原电池装置如图,下列说法错误的是A .电池总反应为322Cu 2FeCl =CuCl 2FeCl ++B .Cu 极为负极C .3Fe +移向Cu 极D .电流从C 极流向Cu 极【答案】C【解析】A .该反应的总反应方程式为Cu +2FeCl 3CuCl 2+2FeCl 2,A 正确;B .该电池中Cu 失电子,做负极,B 正确;C .原电池中,阳离子应该移向正极,Cu 为负极,C 错误;D .电流由正极流向负极,该原电池中Cu 为负极,C 为正极,D 正确;故选C 。
【高中化学】原电池原理PPT课件1
本课时重点学习了原电池 的工作原理 构成原电池的三个条件。
你记住了吗?
思考题:
请根据反应 Fe + 2Fe 3+ = 3Fe 2+ 设计一个原电池,画出装置图
预习:1、本节
“二、化学电源” 2、“三、 金属的电化学腐蚀
有下列材料:Zn片(2片)、Cu片(2片)、 导线、水果 (西红柿、苹果等)、电流计, 请设计一个装置使电流计指针发生偏转, 并画出设计草图。
Zn
长葛三高
李新朵
原电池的工作原理
较活泼的金属发生氧化反应,电子从较 活泼的金属(负极)通过外电路流向较 不活泼的金属(正极)。
电子流向:
负极
导线
正极
组成原电池的条件
•有两种活泼性不同的金属(或一种是
非金属导体)作电极 •电极材料均插入电解质溶液中 •两极相连形成闭合电路
1、不要做刺猬,能不与人结仇就不与人结仇,谁也不跟谁一辈子,有些事情没必要记在心上。 2、相遇总是猝不及防,而离别多是蓄谋已久,总有一些人会慢慢淡出你的生活,你要学会接受而不是怀念。 3、其实每个人都很清楚自己想要什么,但并不是谁都有勇气表达出来。渐渐才知道,心口如一,是一种何等的强大! 4、有些路看起来很近,可是走下去却很远的,缺少耐心的人永远走不到头。人生,一半是现实,一半是梦想。 5、你心里最崇拜谁,不必变成那个人,而是用那个人的精神和方法,去变成你自己。 6、过去的事情就让它过去,一定要放下。学会狠心,学会独立,学会微笑,学会丢弃不值得的感情。 7、成功不是让周围的人都羡慕你,称赞你,而是让周围的人都需要你,离不开你。 8、生活本来很不易,不必事事渴求别人的理解和认同,静静的过自己的生活。心若不动,风又奈何。你若不伤,岁月无恙。 9、命运要你成长的时候,总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个,那就是在本该拼命去努力的年纪,想得太多,做得太少。 11、有一些人的出现,就是来给我们开眼的。所以,你一定要禁得起假话,受得住敷衍,忍得住欺骗,忘得了承诺,放得下一切。 12、不要像个落难者,告诉别人你的不幸。逢人只说三分话,不可全抛一片心。 13、人生的路,靠的是自己一步步去走,真正能保护你的,是你自己的选择。而真正能伤害你的,也是一样,自己的选择。 14、不要那么敏感,也不要那么心软,太敏感和太心软的人,肯定过得不快乐,别人随便的一句话,你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人,它会成为你的习惯,当分别来临,你失去的不是某个人,而是你精神的支柱;无论何时何地,都要学会独立行走 ,它会让你走得更坦然些。 16、在不违背原则的情况下,对别人要宽容,能帮就帮,千万不要把人逼绝了,给人留条后路,懂得从内心欣赏别人,虽然这很多时候很难 。 17、做不了决定的时候,让时间帮你决定。如果还是无法决定,做了再说。宁愿犯错,不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量,因为当你选择离开时,就会发现即使没有你,太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人,也让你认清自己。很多时候,就是在跌跌拌拌中,我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你,不如自己努力爱自己,对自己好点,因为一辈子不长,对身边的人好点,因为下辈子不一定能够遇见。
新版高中化学讲义:原电池的工作原理
一、原电池的基本概念1.概念:原电池是将化学能转化为电能的装置。
2.本质:氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
3.电极:(1)负极:________电子,发生________反应;(2)正极:________电子,发生________反应。
4.构成原电池的条件:(1)自发进行的氧化还原反应;(2)两个活动性不同的电极;(3)电解质溶液(或熔融电解质);(4)形成闭合回路。
【答案】失去 氧化 得到 还原二、锌铜原电池的工作原理工作原理(反应方程式)负极(Zn)正极(Cu) 总反应离子方程式: 。
电子移动方向由 极经导线流向 极(电流方向相反)。
离子移动方向 阳离子向 极移动,阴离子向 极移动。
【答案】 Zn - 2e - === Zn 2+ 2H + + 2e - === H 2↑ Zn + 2H + === Zn 2+ + H 2↑ 负 正 正 负第11讲 原电池的工作原理知识导航 知识精讲三、盐桥的作用(1)形成闭合回路;(2)平衡电荷,使溶液呈电中性;(3)避免电极与电解质溶液直接反应,减少电流的衰减,提高原电池的工作效率。
四、原电池的应用1.比较金属活动性两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比正极的金属活泼。
2.加快氧化还原反应的速率一个氧化还原反应,构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。
3.设计原电池理论上,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计成原电池。
利用原电池原理设计和制造原电池,可以将化学能直接转化为电能。
题型一:原电池的工作原理 【例1】理论上不能设计为原电池的化学反应是( )A .CH 4 + 2O 2 =====点燃CO 2 + 2H 2OB .2FeCl 3 + Fe === 3FeCl 2C .2Al + 2NaOH + 2H 2O === 2NaAlO 2 + 3H 2↑D .HNO 3 + NaOH === NaNO 3 + H 2O【答案】D【变1】下列关于原电池的叙述,正确的是( )A .构成原电池的正极和负极材料必须是两种活动性不同的金属B .原电池是将化学能转变为电能的装置C .在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D .原电池放电时,电流的方向是从负极到正极【答案】B对点训练【例3】下图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,记录如下:① Zn为正极,Cu为负极;② H+ 向负极移动;③电子流动方向,从Zn经外电路流向Cu;④ Cu极上有H2产生;⑤若有1 mol电子流过导线,则产生0.5 mol H2;⑥正极的电极反应式为Zn - 2e-=== Zn2+。
高中化学原电池和电解池基础知识
高中化学原电池和电解池一原电池;原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
原电池的构成条件有三个:(1)电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
(2)两电极必须浸泡在电解质溶液中。
(3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。
而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。
也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。
形成前提:总反应为自发的氧化还原反应电极的构成:a.活泼性不同的金属—锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;b.金属和非金属(非金属必须能导电)—锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;c.金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;d.惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂。
电解液的选择:电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。
原电池正负极判断:负极发生氧化反应,失去电子;正极发生还原反应,得到电子。
电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。
溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极电极反应方程式的书写负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。
如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。
例:甲烷燃料电池中,电解液为K OH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。
正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。
例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2。
②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。
化学原电池
化学原电池你知道原电池是什么吗原电池这个知识点是在必修二的化学课本出现的,原电池是一种把化学能直接转化为电能的装置。
下面是百分网小编为大家整理的高中化学重要知识点,希望对大家有用!高中化学原电池知识原电池原理(1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
(2)原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
(3)构成原电池的条件:①电极为导体且活泼性不同;②两个电极接触(导线连接或直接接触);③两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。
(4)电极名称及发生的反应:负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子负极现象:负极溶解,负极质量减少正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加(5)原电池正负极的判断方法:①依据原电池两极的材料:较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的反应类型:负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。
(6)原电池电极反应的书写方法:①原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。
因此书写电极反应的方法归纳如下:写出总反应方程式;把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应;氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。
②原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
(7)原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
高中化学说课稿:原电池3篇
高中化学说课稿:原电池高中化学说课稿:原电池精选3篇(一)尊敬的各位老师、亲爱的同学们:大家好!今天我将为大家讲解高中化学课程中的一个重要内容——原电池。
原电池是利用化学反应中的化学能转化为电能的装置,是我们日常生活中常见的一种电池。
与常见的干电池不同,原电池是可以反复充电和放电的。
首先,我们先来了解一下原电池的构成。
原电池由两种不同的电极、电解质和外电路组成。
两种电极分别为阳极和阴极,电解质则是电极之间的传导界面。
在原电池中,阳极是电子的来源,阴极则是吸收电子的地方,电解质在电子的传输过程中起到导电的作用。
外电路则是连接两个电极的导线。
接下来,我们来详细了解一下原电池的工作原理。
原电池的工作原理是通过化学反应产生电子,在外电路中形成电流。
当原电池工作时,发生氧化还原反应。
其中,在阳极上发生氧化反应,将金属转化为离子释放电子,而在阴极上则发生还原反应,将离子吸收电子并还原为金属。
这个过程中,电解质能够提供电子的传导。
随后,我们来看一下原电池的特点和应用。
首先,原电池的特点是可以反复充电和放电,具有很高的使用寿命。
其次,原电池的能量密度较大,可以提供相对较多的电能。
此外,原电池的工作原理相对简单,制造成本相对较低,因此被广泛应用于许多电子设备中,如手机、电脑等。
最后,我想和大家分享一下如何正确使用和维护原电池。
首先,我们应该使用适合的充电器进行充电,不要超过充电时间,以免损坏电池。
其次,我们应该避免原电池长时间放置不用,以免电池自放电损失能量。
另外,使用过程中避免过度放电,可以延长电池的使用寿命。
以上就是我对高中化学课程中原电池内容的介绍了。
原电池是一种常见且重要的电池,我们在日常生活中都会经常使用到它。
通过了解原电池的构成、工作原理和特点,我们可以更好地使用和维护它们。
希望今天的讲解能够为大家带来一些启发,谢谢大家!高中化学说课稿:原电池精选3篇(二)尊敬的评委、教师及同学们:大家好!今天我将为大家讲解一种重要的无机化合物——硫酸。
高中化学 原电池、化学电源(含燃料电池)
课时28原电池、化学电源(含燃料电池)知识点一原电池的工作原理及应用【考必备·清单】1.原电池(1)概念:原电池是把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件电极两极为导体,且存在活动性差异溶液两极插入电解质溶液中回路形成闭合回路或两极直接接触本质看能否自发地发生氧化还原反应(3)工作原理(以锌、铜原电池为例)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 电极质量变化减小增大反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极a.连接内电路形成闭合回路。
盐桥作用b.维持两电极电势差(中和电荷),使电池能持续提供电流。
(4)负极与正极①负极:发生氧化反应或电子流出的电极。
②正极:发生还原反应或电子流入的电极。
(5)两个移动方向①电子定向移动方向和电流方向a.电子从负极流出经外电路流入正极;b.电流从正极流出经外电路流入负极;故电子定向移动方向与电流方向正好相反。
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)。
[名师点拨]①自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应,也可以是电极与溶解的O2等发生反应,如将铁与石墨相连插入食盐水中。
②无论是原电池还是电解池,电子均不能通过电解质溶液。
③双液铜、锌原电池(带盐桥)比单液原电池的最大优点是Zn与氧化剂(Cu2+)不直接接触,仅有化学能转化为电能,避免了能量损耗,故电流稳定,放电时间长。
2.原电池原理的四大应用(1)加快氧化还原反应的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加快。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液置换出的Cu能与Zn形成原电池使产生H2的反应速率加快。
(2)比较金属活动性强弱如有两种金属A和B,用导线将A和B连接后,插入到稀硫酸中,一段时间后,若观察到A溶解,而B上有气体放出,则说明A作负极,B作正极,即可以断定金属活动性:A>B。
高中化学-原电池原理的解读与应用
原电池原理的解读与应用河北省宣化县第一中学栾春武一、构成原电池的条件构成原电池的条件有:(1)电极材料。
两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性(非金属或某些氧化物等);(2)两电极必须浸没在电解质溶液中;(3)两电极之间要用导线连接,形成闭合回路。
说明:①一般来说,能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。
②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极,如K、Na、Ca等。
二、原电池正负极的判断:(1)较活泼的或能和电解质溶液反应的金属一般作负极。
(2)有气泡产生一极一般是正极。
(3)电子流出的一极是负极,电子流入的一极是正极。
(4)被腐蚀的一极是负极。
(5)发生氧化反应的一极是负极,发生还原反应的一极是正极。
(6)溶液中阳离子移向的一极是正极,阴离子移向的一极为负极。
三、电极反应式的书写(1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。
上述判断正负极的方法是一般方法,但不是绝对的,例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,由于铝片表明的钝化,这时铜失去电子,是负极,其电极反应为:负极:Cu -2e-=Cu2+正极:NO3-+ 4H++ 2e-=2H2O + 2NO2↑再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中,虽然镁比铝活泼,但由于镁不与氢氧化钠反应,而铝却反应,失去电子,是负极,其电极反应为:负极:2Al + 8OH--2×3e-=2AlO2-+ 2H2O正极:6H2O + 6e-=6OH-+ 3H2↑(2)要注意电解质溶液的酸碱性在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系,如氢氧燃料电池有酸式和碱式,在酸溶液中,电极反应式中不能出现OH-,在碱溶液中,电极反应式中不能出现H+,像CH4、CH3OH等燃料电池,在碱溶液中碳(C)元素以CO32-离子形式存在,而不是放出CO2气体。
(3)要考虑电子的转移数目在同一个原电池中,负极失去电子数必然等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应时,一定要考虑电荷守恒。
高中化学(新人教版)选择性必修一:原电池的工作原理【精品课件】
1.原电池是将 化学 能转变为 电 能的装置。 2.原电池原理(以 铜锌原电池、硫酸铜溶液作电解质溶液为例)
思考:铜片会有气泡产生吗?为什么?
“热敷贴”中氯化钠起到什么作用?炭粉的主要作用是什么? 下列各装置能形成原电池的有哪些?总结原电池的构成条件。
氯化钠溶于水形成电解质溶液。炭粉作原电池的正极材料, 与铁、氯化钠溶液构成原电池,从而加速铁的氧化。
书写思路: 1.先判断原电池的正、负极,即找出氧化剂和还原剂; 2.再结合电解质溶液的酸碱性确定还原产物和氧化产物; 3.根据情况补充H+、OH-、H2O。 3.然后根据电荷守恒、原子守恒等书写并配平电极反应式。
从理论上讲,能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电 池,实际设计时应注意以下几点:
1.外电路:负极(_还__原__性___较强的物质) e- 正极 (__氧__化__性__较强的物质)。
在原电池中,失电子(电子流出)发生氧
化反应的一极为负极,得电子(电子流
入)发生还原反应的一极为正极。在
判断原电池正、负极时,不能只考虑
金属活动性的相对强弱,还要考虑其
能否与电解质溶液发生氧化还原反应。
试写出“热敷贴”中正、负极的电极反应式。并归纳原电池的电 极反应式的书写思路。
负极:Fe-2e- = Fe2+;正极:O2+4e-+2H2O = 4OH-。
(1)下图装置能构成原电池吗?若不能,怎样才能构成原电池? (2)盐桥有什么作用?
(3)叙述实验现象,写出电极反应式及电池反应。 (4)分析盐桥中离子的移动方向。
盐桥的作用: ①构成闭合回路,形成原电池。 ②盐桥中阴、阳离子定向迁移,电解质溶液呈电中性。 ③避免电极与电解质溶液直接反应,放电更持久。
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原电池原理一.原电池1.能量转化:原电池是__________________________________________________的装置。
2.原电池构成条件:(1)金属活泼性不同的两个电极(2)电解质溶液(3)电极、电解质溶液构成闭合回路3.结构:内电路——电解质溶液、电极导电微粒:自由移动离子(阳离子往正极移动,阴离子往负极移动)外电路——电极(与导线)导电微粒:自由移动电子(电子由负极经过导线流向正极,电流由正极流向负极)电极:根据活泼性的不同,分为负极(金属活泼性强)正极(金属活泼性弱)。
正极:通常是活泼性较弱的金属或非金属导体,电子流____(填“出”或“入”)的一极,电极上发生________(填“氧化”或“还原”反应)。
负极:通常是活泼性较强的金属,电子流_____(填“出”或“入”)的一极,电极被________(填“氧化”或“还原”),电极发生________(填“氧化”或“还原”反应)。
4.反应特点:自发的氧化还原反应5.工作原理:负极失电子经导线流向正极形成电流,内电路自由移动的离子定向运动传递电荷【例题】下列关于原电池的叙述中正确的是()A.原电池能将化学能转变为电能B.原电池负极发生的电极反应是还原反应C.原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极D.原电池的电极只能由两种不同的金属构成【练习题1】在如图所示的装置中,a的金属性比氢要强,b为碳棒,关于此装置的各种叙述不正确的是()A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大B.a是正极,b是负极C.导线中有电子流动,电子流从a极到b极D.a极上发生了氧化反应【练习题2】人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池,它在放电时的电极反应为:Zn + 2OH––2e–=ZnO + H2O Ag2O + H2O + 2e–=2Ag + 2OH–据此判断氧化银是()A.负极,并被氧化B.正极,并被还原C.负极,并被还原D.正极,并被氧化二.原电池的形成条件(1)活泼性不同的电极材料(金属与金属或金属与非金属导体)(2)电解质溶液。
电解质溶液中离子定向移动,传递电荷,接通内电路。
(3)构成闭合电路(用导线连接或直接接触)【例题】下列装置属于原电池的是()【练习题】下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4,在Cu电极上产生大量气泡的是()例如:Fe——C(NaCl溶液)电极反应为:(-)Fe—2e—=Fe2+(+)O2+2H2O+4e—=4OH—电池总反应式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2在这里Fe并没有和溶液中溶质NaCl发生反应,而是和O2发生氧化还原反应。
可见在原电池中只要有能释放能量的氧化还原反应发生,就可以产生电流。
三、原电池的工作原理活泼金属(负极)——失电子——氧化反应——电子流出不活泼金属(或石墨)(正极)——得电子——还原反应——电子流入在这里要求熟练书写电极反应和电池反应式,能由电极反应写出电池反应式,能由电池反应式写出电极反应,会判断电极符号、溶液pH及浓度的变化等。
例如:电子表所用钮扣电池的两极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH。
放电时锌极上的电极反应式为:Zn+2OH——2e—=Zn(OH)2Ag2O电极上发生的反应为:Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—下列说法正确的是()A.锌是负极,Ag2O是正极B.锌发生还原反应,Ag2O发生氧化反应C.溶液中OH—向正极移动,K+、H+向负极移动D.随着电极反应的不断进行,电解质溶液的pH保持不变四.原电池原理的应用(一)做电源要了解常见的一些电池,由所给条件判断两极符号、电极反应、电池反应、电解质溶液浓度、pH变化等。
常见的化学电源1.普通锌锰电池——干电池负极(锌筒):Zn-2e- = Zn2+ 正极(石墨):2NH4+ + 2e-= 2NH3 + H2电池总反应式为:Zn + 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3 + H22.铅蓄电池(可充电电池)负极:Pb + SO42--2e -====== PbSO4正极:PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e- ====== PbSO4 + 2H2O放电充电电池总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O3.银锌电池(钮扣电池)负极:Zn+2OH--2e- =ZnO+H2O 正极:Ag2O+H2O+2e_ =2Ag+2OH-电池总反应式为:Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO4.锂电池(有多种)5.海水电池1991年,我国首创以铝-空气-海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯。
负极:4Al-12e-= 4Al3+正极:3O2 + 6H2O+12e-=12OH-电池总反应式为:4Al+3O2 + 6H2O= 4Al(OH)36.燃料电池(如氢氧燃料电池)电池总反应式为:2H2 + O2 = 2H2O(二)金属的腐蚀和防护1.金属腐蚀的本质是:金属单质失电子被氧化成金属阳离子的过程,M—ne—=M n+2. 金属的防护(1)加保护层:刷漆、电镀等。
(2)改变结构:制成合金。
(3)电化学方法①牺牲阳极保护法:Fe与Zn相连,牺牲Zn保护Fe。
②阴极保护法:将被保护的金属连在直流电源的负极(阴极),电源负极提供电子,阻止了金属失电子。
(三)加快反应速率例如:纯锌与稀H2SO4反应速率较慢,当加入CuSO4溶液以后,反应速率加快,因为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu与Zn 接触,在稀H2SO4中形成原电池,加快反应速率。
(四)判断金属活动性根据活泼金属为负极,不活泼金属为正极,可通过组成原电池判断金属活动性。
经典例题【例1】下列叙述中正确的是()A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。
B.由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。
C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。
D.铜锌原电池工作时,若有13克锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过。
【例2】把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。
若A、B相连时,A为负极;C、D相连,D上有气泡逸出;A、C相连时A极减轻;B、D相连,B为正极。
则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为()A.A>B>C>D B.A>C>B>D C.A>C>D>B D.B>D>C>A【例3】电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应是:Zn + 2 OH- -2e=ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e=2Ag +2 OH-下列判断正确的是()A.锌为正极,Ag2O为负极。
B.锌为负极,Ag2O为正极。
C.原电池工作时,负极区溶液PH减小。
D.原电池工作时,负极区溶液PH增大。
【巩固练习】一、选择题1.下列装置中,电流计G中有电流通过的是()2.生物体中细胞膜内的葡萄糖,细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池,下列有关判断正确的是()A.正极的电极反应可能是:O2+2H2O+4e—=4OH—B.负极的电极反应可能是:O2+2H2O+4e—=4OH—C.负极的反应主要是C6H12O6(葡萄糖)生成CO2或HCO3—D.正极的反应主要是C6H12O6(葡萄糖)生成CO2或HCO3—3.如图:电流计的指针会偏转,M极变粗,N极变细符合这种情况的是()A.M是铜,N是锌,R是硫酸溶液B.M是锌,N是铜,R是硫酸铜溶液C.M是银,N是锌,R是硝酸银溶液D.M是铁,N是铜,R是硝酸铜溶液4.电子表中电源常用银—锌微型电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应分别为Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—,总反应式:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO,根据上述变化,下列判断正确的是()A.Zn为正极,Ag2O为负极B.工作时电池负极区溶液的pH减小C.工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极D.Zn为负极,Ag2O为正极5.铅蓄电池放电时,发生下列变化:负极:Pb+SO42—→PbSO4+2e—正极:PbO2+4H++SO42—+2e—=PbSO4+2H2O使用该电池来电解NaCl(熔融),当电路中转移0.1mol电子时,这时铅蓄电池内消耗硫酸()A.0.025mol B.0.05mol C.0.1mol D.0.2mol6.把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中,当电路中有0.2mol电子通过时,负极的质量变化是()A.增加6.5克B.减少6.5克C.减少5.6克D.增加6.4克7.某原电池反应的离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,下列说法正确的是()A.HNO3为电解质溶液B.锌为该原电池的负极C.铁极质量不变D.铜为该原电池的正极8.下列说法正确的是()A.钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀,所以合金都不耐腐蚀B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀C.钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,引起正极反应不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化9.根据下列实验事实:(1)X+Y2+=X2++Y(2)Z+2H2O Z(OH)2+H2↑(3)Z2+离子的氧化性比X2+弱(4)由Y、W作电极组成的原电池反应为:Y—2e—=Y2+由此可知,X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是()A.X>Y>Z>W B.Y>X>W>Z C.Z>X>Y>W D.Z>Y>X>W10.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反应式为:2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH溶液,反应保持在一定温度下,使生成H2O蒸发,下列叙述正确的是()A.H2为正极,O2为负极B.电极反应(正极):O2+2H2O+4e—=4OH—电极反应(负极):2H2+4OH——4e—=4H2OC.负极发生氧化反应,正极发生还原反应D.工作中电解质溶液pH值不断增大11.燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气反应,将化学能转化为电能的装置。
电解质溶液是强碱溶液。
下列关于甲烷的燃料电池说法中正确的为()A.负极反应:O2+2H2O+4e—=4OH—B.负极反应:CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2OC.随着放电进行,溶液的pH值增大D.放电时溶液中的阴离子向负极移动12.已知空气—锌电池的电极反应为:锌片:Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O石墨:O2+2H2O+4e—=4OH—,据此判断锌片是()A.负极,并被氧化B.负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原13.将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中有氢气生成。
若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀,B未被腐蚀。