原电池及化学电源教案
高中化学教案录原电池

高中化学教案录原电池
教学目标:
1. 了解原电池的构造和工作原理;
2. 掌握原电池的酸性和碱性电解质的选择;
3. 学会计算原电池的电动势。
教学重点:
1. 原电池的构造;
2. 原电池的工作原理;
3. 原电池中电解质的选择。
教学难点:
1. 原电池的电动势的计算。
教学准备:
1. 实验室用品:玻璃烧杯、铜片、锌片、盐酸溶液、硝酸铜溶液、酒精灯等;
2. 教学资料:原电池构造与工作原理的介绍PPT。
教学步骤:
一、导入(5分钟)
通过提问引导学生了解电池的作用以及原电池和干电池的区别。
二、理论讲解(15分钟)
1. 介绍原电池的构造,包括正极、负极和电解质;
2. 分析原电池的工作原理,即正极离子的还原和负极离子的氧化过程。
三、实验操作(30分钟)
1. 学生分组进行实验,用铜和锌等金属片做电极,用不同酸性和碱性电解质测试原电池的电动势;
2. 让学生记录实验数据,观察实验现象。
四、实验结果分析(10分钟)
1. 学生归纳实验结果,分析不同电解质对原电池电动势的影响;
2. 教师指导学生计算原电池的电动势。
五、总结(5分钟)
1. 教师进行总结,强调原电池的构造和工作原理;
2. 学生发表自己的理解和感悟。
六、作业布置
布置作业:要求学生回答几个与原电池相关的问题,并完成相关练习题。
原电池教学设计五篇

原电池教学设计五篇第1篇:原电池教学设计教学目的:1.了解原电池的定义;了解原电池的构成条件极其工作原理;并学会判断原电池的正负极。
2.通过老师的讲解和演示实验学会判断该装置是否是原电池装置、判断电池的正负极3.发展学习化学的兴趣,乐于探究化学能转化成电能的奥秘,体验科学探究的乐趣,感受化学世界和生活息息相关。
教学重点:进一步了解原电池的工作原理,并判断原电池的正负极。
教学难点:原电池的工作原理(解决方法:通过演示实验观察实验现象,加上老师的引导学生思考正负极发生什么变化,电子流动方向。
)教学方法:讲授法、演示实验法教学过程:【板书】化学能与电能教师导入语:随着科学技术的发展和社会的进步,各式各样的电器进入我们的生活。
使用电器都需要电能。
那,我们使用的电能是怎么来的呢?学生答:水力发电、火力发电、核能.......教师:我们来看看我国发电总量构成图吧教师:由图看出火力发电占发电总量的首位、其次还有水力发电......教师:我们来看这幅图思考一下火力发电过程能量是怎样转化的?【学生思考】让学生思考1分钟.。
教师: 通过燃烧煤炭,使化学能转变成热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动涡轮机,然后带动发电机发电。
燃烧蒸汽发电机【投影】化学能→热能→机械能(涡轮机)→电能教师:但煤炭发电有很多缺点,大家一起来说说。
学生:污染大、转化率低、煤炭是不可再生能源。
教师:那是否可以省略中间的过程直接由化学能→电能?【实验一】将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中,观察现象并解释原因。
【现象】Zn片上有气泡(H2),Zn片逐溶解;Cu片无明显现象。
【板书】Zn片上发生反应:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑【实验二】将铜片和锌片用导线与电流表连接,并插入稀硫酸溶液中,观察现象并解释原因。
【现象】Zn片逐渐溶解但无气泡;Cu片上有气泡(H2);电流计指针偏转。
【设疑】为什么只在铜片和锌片上连接了一条导线,反应现象就不同了呢?思考一下。
高中化学教案原电池

高中化学教案原电池
教学内容:原电池
教学目标:
1. 了解原电池的定义和组成结构。
2. 掌握原电池的工作原理和电解质的作用。
3. 能够解释原电池中化学反应的电子传递过程。
教学重点和难点:
重点:原电池的定义和组成结构。
难点:工作原理和化学反应的电子传递过程。
教学准备:
1. 教材资料:化学教材《化学原理》。
2. 实验器材:原电池实验装置、锌板、铜板、酸性溶液等。
3. 录音、视频资料:关于原电池工作原理的相关资料。
教学过程:
Step 1:导入
通过图片或实物展示原电池,引导学生了解原电池的定义和组成结构。
Step 2:讲解原电池的工作原理
1. 讲解原电池中阳极、阴极和电解质的作用。
2. 通过图示和实例解释原电池中化学反应的电子传递过程。
Step 3:实验演示
老师进行原电池实验演示,学生观察实验现象,根据实验结果分析原电池的工作原理。
Step 4:师生互动
老师与学生进行互动讨论,解答学生提出的问题,引导学生深入理解原电池的工作原理。
Step 5:课堂小结
总结本节课的重点内容,强调原电池的组成结构和工作原理。
Step 6:作业布置
布置相关习题作业,巩固学生对原电池的理解和掌握。
教学反思:
通过本节课的教学,学生对原电池的定义和工作原理有了初步的了解和掌握。
在后续教学中,可以进一步引导学生探索原电池在生活中的应用,并拓展学生的化学知识。
原电池的优秀教学设计【优秀5篇】

原电池的优秀教学设计【优秀5篇】高二必修一化学原电池教案篇一【教学目标】1、掌握原电池的构成条件,理解原电池的工作原理,能正确判断原电池的正负极,正确书写电极反应式、电池反应式,能根据氧化还原原理设计简单的原电池。
2、通过实验探究学习,体验科学探究的方法,学会分析和设计典型的原电池,提高实验设计、搜索信息、分析现象、发现本质和总结规律的能力。
3、在自主探究、合作交流中感受学习快乐和成功喜悦,增强学习的反思和自我评价能力,激发科学探索兴趣,培养科学态度和创新精神,强化环境保护意识以及事物间普遍联系、辨证统一的哲学观念。
【教学重点】原电池的构成条件【教学难点】原电池原理的理解;电极反应式的书写【教学手段】多媒体教学,学生实验与演示实验相结合【教学方法】实验探究教学法【课前准备】将学生分成几个实验小组,准备原电池实验仪器及用品。
实验用品有:金属丝、电流表、金属片、水果。
先将各组水果处理:A组:未成熟的橘子(瓣膜较厚),B组:成熟的橘子(将瓣膜、液泡搅碎),C组:准备两种相同金属片,D组:准备两种不同金属片。
【教学过程】[师]:课前我们先作个有趣的实验。
请大家根据实验台上的仪器和药品组装:将金属片用导线连接后插入水果中,将电流表串联入线路中,观察会有什么现象发生?(教师巡视各组实验情况)。
[师]:请大家总结:有什么现象发生?[生]:总结:出现两种结果:①电流表指针偏转②电流表指针不发生偏转[师]:电流表指针偏转说明什么?为什么会发生偏转?[生]:说明有电流产生。
[师]:这个装置就叫做原电池。
这节课我们共同研究原电池。
请大家列举日常使用的原电池都有哪些?[展示干电池]:我们日常使用的电池有下面几种,大家请看:[播放幻灯片]:化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池)铅酸蓄电池。
其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。
人教版高中化学必修第2册 《设计原电池 化学电源》教学设计

《设计原电池化学电源》教学设计一、教材分析“化学能与电能”是高中化学必修课程中化学反应规律的内容,与元素化合物的知识相比,“化学能与电能”概念的建构过程具有丰富的化学学科核心素养的发展价值,是高中一年级全体学生都要重点学习的内容。
该内容可以安排2课时。
第1课时的教学重点是:理解氧化还原反应与原电池原理之间的关系,了解原电池的形成条件,分析简单原电池的工作原理;第2课时设计原电池与常见的化学电源。
新课标的内容要求:知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化,以原电池为例认识化学能可以转化为电能,从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。
学业要求:能举出化学能转化为电能的实例,能辨识简单原电池的构成要素,并能分析简单原电池的工作原理。
因此,该节内容重点是要让学生体验作为不同角色的工作者,思考问题的不同角度,在不断解决问题的过程中,建构理论知识,增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。
二、学情分析初中化学已经从燃烧的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识,《化学能与电能》的第一课时学习了原电池的概念、原理、组成原电池的条件。
由于学生之前没有电化学的基础,理解原电池原理有一定的难度。
所以本课时设计:通过简单原电池装置的设计,增强学生的创新精神;然后了解生活中的各种化学电源的原理,电极材料,电子流向等,既增强了学生的分析、综合、应变能力,同时又促进了对原电池原理的进一步理解。
三、素养目标【教学目标】1.会设计简单的原电池。
2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。
3.掌握构成电池的要素,了解不同电极材料对电池性能的影响。
【评价目标】1、科学探究:认识构成原电池的条件及其原理,判断原电池的正负极。
2、创新意识:利用原电池原理能设计原电池。
3、宏观辨识与微观探析:会分析物质化学变化中的能量变化与物质微观结构的关系。
四、教学重点、难点1.教学重点:简易原电池装置的设计2.教学难点:简易原电池装置的设计五、教学方法情境引入法、任务驱动法、实验探究法、归纳总结法、查阅资料法六、教学设计思路化学电源与学生的生活息息相关,通过换位思考,让学生担任不同的角色,导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程,增强学生的创新精神;然后依次的分析,各种化学电源的原理,电极材料,电子流向,电池的缺陷,既增强了学生的分析,综合,应变能力,同时又促进了对原电池原理的进一步理解。
化学电源教案

化学电源教案教案标题:化学电源教案教学目标:1. 理解化学电源的概念和原理2. 掌握化学电源的分类和特点3. 了解化学电源在日常生活和工业生产中的应用4. 培养学生的实验操作能力和科学探究精神教学内容:1. 化学电源的定义和基本原理2. 化学电源的分类:原电池和干电池3. 化学电源的特点和优缺点4. 化学电源在生活和工业中的应用教学重点和难点:重点:化学电源的概念、分类和应用难点:化学电源的原理和特点教学方法:1. 教师讲授结合示范2. 实验操作演示3. 小组讨论和展示4. 学生自主探究和实验设计教具准备:1. 实验器材:锌片、铜片、酸、电线、灯泡等2. 实验记录表和实验报告模板3. 多媒体课件和视频资料4. 化学电源的示意图和实物教学过程:1. 导入:通过展示化学电源的实物和图片,引发学生对化学电源的兴趣,提出问题引导学生思考。
2. 概念讲解:介绍化学电源的定义和基本原理,引导学生理解化学电源产生电能的过程。
3. 分类和特点:讲解化学电源的分类和特点,引导学生分析不同类型电池的优缺点。
4. 应用探究:通过案例分析和实例展示,让学生了解化学电源在日常生活和工业生产中的应用。
5. 实验操作:设计简单的化学电源实验,让学生动手操作,观察实验现象并记录数据。
6. 总结讨论:引导学生总结实验结果,归纳化学电源的特点和应用,展开讨论交流。
7. 实践应用:布置实验报告和小组展示任务,让学生将所学知识运用到实际生活中。
教学反思:通过本节课的教学,学生对化学电源的概念和原理有了初步的了解,实验操作能力和科学探究精神得到了培养。
在今后的教学中,可以加强案例分析和实践应用,引导学生将所学知识与实际生活和工作联系起来,提高学生的学习兴趣和能力。
专题 原电池 化学电源(教学案)

专题原电池化学电源(教学案)1.了解原电池的工作原理。
2.能写出电极反应式和电池反应方程式。
3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池的工作原理及其应用1.原电池的概念:将化学能转化为电能的装置。
2.原电池的构成条件:(1)能自发地发生氧化还原反应。
(2)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。
①负极:活泼性较强的金属。
②正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属。
(3)电极均插入电解质溶液中。
(4)构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。
3.工作原理以锌铜原电池为例电极名称电极材料电极反应反应类型电子流向盐桥中离子移向原电池反应方程式负极锌片Zn -2e===Zn2 -++正极铜片Cu2+2e===Cu -氧化反应Zn沿导线流向Cu 还原反应盐桥中含饱和KCl溶液,K移向正极,Cl移向负极Zn +Cu2===Zn2+Cu +++-1 4.原电池原理的三大应用(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,设计成原电池时反应速率增大。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
(2)比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
(3)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
如:根据反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 二、化学电源1.一次电池(碱性锌锰干电池)。
碱性锌锰干电池的工作原理如图:2.二次电池(以铅蓄电池为例) (1)放电时的反应①负极反应:Pb+SO24-2e===PbSO4;--②正极反应:PbO2+4H+SO24+2e===PbSO4+2H2O;+--③总反应:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
(2)充电时的反应①阴极反应:PbSO4+2e===Pb+SO24;--②阳极反应:PbSO4+2H2O-2e===PbO2+4H+SO24;-+-③总反应:2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4。
第六章第二节原电池、化学电源

4.1原电池
一、定义
二、原电池的设计条件
1、2、3、4、
三、电极反应
四、改进方法盐桥
作业布置
课后反思
[总结]我们来观察一下电极反应会发现:负极化合价升高,失去电子,发生氧化反应。正极化合价下降,得到电子发生还原反应。
[板书] 3、电极反应
负极:升、失、氧
正极:降、得、还
[过渡]现在我打开开关,大家观察。大家还需要思考一下,溶液中离子向什么方向移动呢?
[探究1]如果把硫酸换成硫酸铜溶液,这样设计可不可以呢?
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
铜棒做负极,石墨棒为正极
负极ห้องสมุดไป่ตู้Cu - 2e-= Cu2+
正极:2Fe3++2e-= 2 Fe2+
读数、观察
Cu片表面有Cu析出,同时,Zn片表面也几乎被Cu全部覆盖 。
[回答]导线、电流表无变化;CuSO4溶液中Cu2+浓度有少量减小;Zn片几乎完全被Cu覆盖。
2、电解质溶液
3、要形成一个闭合的回路
4、哪种类型的反应可以设计成原电池呢?需要自发的氧化还原反应。
[课件展示]设计条件。
[过渡]我们就以必修二中学习过的Cu- Zn原电池为例,请大家回忆一下原电池的工作原理。
[播放课件]
[提问]请同学们判断一下电池中电子的流动方向、找出正负极、写出电极反应式、电池总反应。
[实验]我们通过实验来验证一下。根据所画装置图,组装仪器,进行实验,大家记录下电流表的示数。
[提问]电流表有示数,说明我们的设计成功了。这个实验我们先让它进行一段时间,一会我们再观察,看看有没有什么变化。现在请大家判断一下这个原电池的正负极,并写出电极反应方程式和电池反应。
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原电池1、进一步了解原电池的工作原理;2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。
要点一、原电池1、概念:将化学能转化为电能的装置叫原电池。
2、原电池的构成条件①两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属),分别发生氧化和还原反应。
负极:活泼性强,失去电子发生氧化反应。
正极:活泼性弱,溶液中阳离子得到电子发生还原反应。
②电解质溶液,电解质中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动形成内电路。
③导线将两电极连接,形成闭合回路。
④有能自发进行的氧化还原反应。
要点诠释:a.原电池中,电极材料可能与电解质反应,也可能与电解质不反应。
如图:b.形成闭合回路的方式有多种,可以是用导线连接两个电极,也可以是两电极直接接触。
如图:要点二、原电池工作原理的实验探究1、实验设计①按照图示装置进行实验。
请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化,分析是否有电流产生。
②按照下图组装实验装置,注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。
请观察反应过程中电流表指针位置的变化,判断是否有电流产生,并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。
要点诠释:盐桥的作用及优点a.组成:将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙),即可得到盐桥。
将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。
b.作用:使两个半电池中的溶液连成一个通路。
c.优点:使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离,并在不同区域之间实现了电子的定向移动,使原电池能持续、稳定地产生电流。
电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况(Ⅰ) 有电流产生锌片质量减小,同时铜片上有红色物质析出,铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、热能(Ⅱ) 有电流产生锌片质量减小,铜片上有红色物质析出,铜片质量增加溶液温度不变化学能转化为电能①对于图甲装置Zn片:Zn-2e-=Zn2+Cu片:Cu2++2e-=Cu同时在Zn片上,Zn可直接与CuSO4溶液反应,生成Cu与ZnSO4,因此该装置中既有化学能转化为电能,同时也有化学能转化为热能。
②对于图乙所示原电池锌片:负极,Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)铜片:正极,Cu2++2e-=Cu(还原反应)总化学方程式:Zn+Cu2+=Cu+Zn2+4、实验原理分析:(如图所示)【典型例题】类型一:原电池原理及简单应用例1 有关原电池的下列说法中正确的是( )A.在外电路中电子由正极流向负极B.在原电池中,只有金属锌作负极C.原电池工作时,阳离子向正极方向移动D.原电池工作时,阳离子向负极方向移动【答案】C【解析】在原电池中,电子从负极流向正极,A错误;原电池中是活泼金属作负极,而不一定是锌;随着反应的进行,阳离子在正极被还原,所以电解质溶液中的阳离子向正极移动,而阴离子向负极移动。
举一反三:【变式1】下列变化中属于原电池反应的是( )A.在空气中金属铝表面迅速氧化成保护层B.镀锌铁表面有划损时,仍然能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色的保护层D.锌与稀硫酸反应时,加入少量的CuSO4溶液可使反应加快【答案】BD例2 如图所示的原电池装置中,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,则对此装置的下列说法正确的是( )A.外电路的电流方向为:X→外电路→YB.若两电极分别为Zn棒和碳棒,则X为碳棒,Y为Zn棒C.若两电极都是金属,则它们的活动性为X>YD.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应【答案】C【解析】由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y,则电流的方向为Y→外电路→X;X为原电池的负极,Y为正极,X的活动性比Y强;X极应发生氧化反应,Y极应发生还原反应。
所以,A、B、D错误,C正确。
举一反三:【变式1】X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中,组成原电池。
X、Y相连时,X为负极;Z、W相连时,电流方向是W→Z;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡;W、Y相连时,W极发生氧化反应。
据此判断四种金属的活泼性顺序是( )A.X>Z>W>Y B.Z>X>Y>W C.W>X>Y>Z D.Y>W>Z>X【答案】A【解析】在原电池中,活泼金属作为电池的负极,失去电子,发生氧化反应;不活泼的金属作为电池的正极,得到电子,发生还原反应。
电子由负极经导线流向正极,与电流的方向相反(物理学中规定正电荷移动的方向为电流的方向)。
因此,X、Y相连时,X为负极,则活泼性X>Y;Z、W相连时,电流方向是W→Z,则活泼性Z >W;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,则活泼性X>Z;W、Y相连时,W极发生氧化反应,则活泼性W >Y。
综上所述,可以得出金属的活泼性顺序是X>Z>W>Y。
要点三、原电池中电荷移动方向在原电池构成的闭合电路中,有电荷的流动;从电路的构成方面来说,有外电路上电荷的流动和内电路上电荷的流动;从电荷的类型方面来说,有电子的流动和阴、阳离子的流动,其中的具体情况见图。
要点四、原电池的电极判断要点诠释:活泼金属在原电池中不一定作负极。
如Mg—Al—NaOH溶液原电池,活泼性Mg>Al,但此原电池中Al作负极,Mg作正极。
负极反应:Al+4OH --3e-=AlO2-+2H2O,正极反应:2H++2e-=H2↑,总反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
判断一个原电池中的正负极,最根本的方法是:失e-的一极是负极;得e-的一极为正极。
要点五、原电池电极反应式的书写1、题目给定图示装置2、题目给定总反应式①分析化合价,确定电极反应物与产物,按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应的原理,写出正负电极的反应物与产物。
②在电极反应式的左边写出得失电子数,并使左右两边电荷守恒。
③根据质量守恒定律配平电极反应式。
3、几个注意点①负极材料若不与电解质溶液发生反应,则负极失电子,空气中的O2得电子发生还原反应。
②电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,如难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物等均应写成化学式形式。
③注意电解质溶液的成分对正负极反应产物的影响。
如负极反应生成的阳离子若与电解质溶液的阴离子反应,则电解质溶液的阴离子应写入电极反应式,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应为Fe+2OH --2e-=Fe(OH)2。
【典型例题】类型二:电极反应式、电池反应式的书写例4 依据氧化还原反应:2Ag+ (aq)+Cu (s)=Cu2+ (aq)+2Ag (s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是________;(2)银电极为电池的________极,发生的电极反应为________;X电极上发生的电极反应为________;(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
【答案】(1)Cu AgNO3溶液(2)正Ag++e-=Ag Cu-2e-=Cu2+(3)X Ag【解析】由氧化还原反应:2Ag+ (aq)+Cu (s)=Cu2+ (aq)+2Ag (s)可知,可以选用Cu (s)—Ag (s)—AgNO3 (aq)构成简易的原电池,因此上图中电极X的材料是Cu,电解质溶液Y是AgNO3溶液,正极为Ag,正极上发生的反应为Ag++e-=Ag,负极为Cu,负极上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+,在外电路电子由负极流向正极,即从X 电极流向Ag电极。
要点六、原电池原理在化学中的应用1、设计原电池从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计成原电池。
关键:电解质溶液:一般能与负极反应。
或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应。
电极材料:一般较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或非金属作正极。
设计思路实例以自发的氧化还原反应为基础2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应氧化反应(负极):Cu-2e-=Cu2+;还原反应(正极):2Fe3++2e-=2Fe2+以两极反应原理为依据,确定电极材料及电解质溶液负极材料:Cu;正极材料:石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属;电解质溶液:FeCl3溶液画出示意图2、原电池工作原理的其他应用①制造种类电池②金属的腐蚀与防护③判断金属的活泼性④加快反应的速率构成原电池时反应速率比直接接触的反应速率快。
如实验室制取H2时,用粗锌与稀H2SO4反应比用纯锌时的速率快。
【典型例题】类型三:原电池的设计例 3 利用反应Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+设计一个原电池,在下边方框内画出实验装置图,并指出正极为________,电极反应式为________;负极为________,电极反应式为________。
【答案】Pt 2Fe3++2e-=2Fe2+Zn Zn-2e-=Zn2+实验装置图如下:或【解析】根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是,首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应):Zn-2e-=Zn2+,2Fe3++2e-=2Fe2+;然后再结合原电池的电极反应特点分析可知,该电池的负极应用Zn作材料,正极要保证Fe3+得到负极失去的电子,可选用Pt或碳棒等,电解质溶液只能选用含Fe3+的电解质溶液,如FeCl3溶液等。
举一反三:【变式1】如图所示装置中,电流表A发生偏转,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,c为电解质溶液,则a、b、c应是下列各组中的( )A.a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4B.a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4c.a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液D.a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液【答案】D【解析】原电池工作时,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,说明b极失去电子是负极,a极上金属离子得电子是正极,电解质溶液中含有相同的金属离子。
知识点七、化学电池1、定义化学电池是将化学能转变成电能的装置。
2、分类3、化学电池的优点①化学电池的能量转换效率较高,供能稳定可靠。
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。
③使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作。
4、判断电池优劣的主要标准①比能量:即单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位(W·h)/k或(W·h)/L。
②比功率:即单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位W/kg或W/L。
③电池的可储存时间的长短。
知识点八、常见的化学电池电池负极反应正极反应总反应式一次电池普通干电池(Zn、MnO2、NH4Cl、C)Zn-2e-=Zn2+2MnO2+2NH4++2e-=2NH3+Mn2O3+H2O2MnO2+2NH4++Zn=2NH3+Mn2O3+H2O+Zn2+碱性锌锰电池(Zn、KOH、MnO2)Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2锌银电池(Zn、KOH、Ag2O)Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 二次电池铅蓄电池(Pb、H2SO4、PbO2)Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4放电充电2PbSO4+2H2O氢镍电池[H2、OH-、NiO(OH)]H2+2OH--2e-=2H2O2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-2NiO(OH)+H2放电充电2Ni(OH)2燃料电池氢氧燃料电池(H2、H+、O2)2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2+O2=2H2O氢氧燃料电池(H2、Na2SO4、O2)2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2O氢氧燃料电池(H2、OH-、O2)2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2O知识点九、各种化学电池的特点名称一次电池(干电池) 二次电池(充电电池或蓄电池) 燃料电池定义发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度,就不能再使用放电后可以再充电使发生氧化还原反应的物质获得再生一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池特点电解质溶液制成胶状,不流动可以多次重复使用工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断地提供电能举例普通的锌锰电池、碱性锌锰电池铅蓄电池、氢镍电池、镉镍电池氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池【典型例题】类型四:常见的化学电源例1 下列说法中正确的是( )A.碱性锌锰电池是二次电池B.铅蓄电池是一次电池C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生D.燃料电池的活性物质储存在电池内【答案】C【解析】碱性锌锰电池是一次电池,铅蓄电池是二次电池,燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是从外界不断输入电池。