《化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化》化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)規(guī)律PPT(第2課時(shí))
第一部分內(nèi)容：必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基
一、原電池的構(gòu)造及原理
1.原電池原理
(1)原電池:一種利用_____________將_____________________的裝置。
(2)原電池原理
①氫氧燃料電池
②原電池原理(以氫氧燃料電池為例)
2.原電池的構(gòu)造
【做一做】
如圖為由鋅、石墨棒和硫酸銅溶液組成的原電池
(1)負(fù)極反應(yīng)物是___,___電子發(fā)生_____反應(yīng);
(2)正極反應(yīng)物是____,___電子發(fā)生_____反應(yīng);
(3)工作時(shí)以上原電池中_____能轉(zhuǎn)化為_(kāi)__能。
二、原電池的設(shè)計(jì)
1.基本思路
2.具體流程
3.實(shí)例
(1)原電池設(shè)計(jì)
(2)裝置
①裝置
②電極反應(yīng)
負(fù)極反應(yīng):______________,_____反應(yīng);
正極反應(yīng):2H++2e-====H2↑,還原反應(yīng)。
【巧判斷】
(1)原電池中電子由負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線到正極,然后由正極經(jīng)溶液再到負(fù)極,形成閉合回路。( )
提示:×。導(dǎo)電時(shí)溶液中沒(méi)有電子的移動(dòng),只有陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)。
(2)原電池中兩電極如果都是金屬,一般活潑的金屬作負(fù)極。 ( )
提示:√。活潑的金屬容易失電子,原電池中失電子的一極為負(fù)極。
... ... ...
化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)奠基
知識(shí)點(diǎn)一 原電池的原理及電極判斷
【重點(diǎn)釋疑】
1.原理(以銅鋅原電池為例)
2.正負(fù)極的判斷
【易錯(cuò)提醒】判斷正負(fù)極時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
(1)活潑性強(qiáng)的不一定是負(fù)極,如鎂和鋁放入氫氧化鈉溶液中形成原電池,鋁是負(fù)極;銅和鋁放入濃硝酸中形成原電池,由于鋁的鈍化,銅是負(fù)極。
(2)燃料電池中電極不參與反應(yīng),通入燃料的一極為負(fù)極,通入助燃劑(一般為氧氣)的一極為正極。
(3)如果給了電池反應(yīng),正負(fù)極還可以根據(jù)化合價(jià)的改變來(lái)判斷,化合價(jià)升高的物質(zhì)失電子,為負(fù)極;化合價(jià)降低的物質(zhì)得電子,為正極。
【思考·討論】
(1)原電池原理中的“閉合回路”,其含義是什么?
提示:原電池在工作時(shí),帶電粒子是按照一定的規(guī)律,沿一定方向運(yùn)動(dòng)的,應(yīng)當(dāng)從兩方面掌握:一是溶液中的陰離子向負(fù)極方向運(yùn)動(dòng),而陽(yáng)離子向正極方向運(yùn)動(dòng);二是導(dǎo)線上電子從負(fù)極流向正極(電流從正極流向負(fù)極)。整個(gè)回路上帶同種電荷的粒子沿一個(gè)方向不停地運(yùn)動(dòng)。
(2)電池的負(fù)極只能是金屬材料嗎?
提示:不是。燃料電池的負(fù)極就不是金屬如氫氧燃料電池負(fù)極材料為石墨。
【案例示范】
【典例】(2019·臨沂高一檢測(cè))如圖所示是Zn和Cu形成的原電池,某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后,在讀書卡上的記錄如下,則卡片上的描述合理的是( )
A.①②③ B.②④ C.②③④ D.③④⑤
【思維建�！拷獯鹪姵卦硇驮囶}的思維流程如下:
【解析】選B。銅鋅形成原電池的時(shí)候,鋅是負(fù)極,銅為正極;由于鋅失去電子變成鋅離子進(jìn)入溶液中,電子通過(guò)外電路流向正極,溶液中的氫離子在正極上得到電子,變成氫氣,發(fā)生還原反應(yīng);陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子硫酸根離子向負(fù)極移動(dòng);若有0.5 mol電子流經(jīng)導(dǎo)線,由于正極的電極反應(yīng)式為2H++2e-====H2↑,所以會(huì)產(chǎn)生0.25 mol的氫氣;電子的流向是由負(fù)極流向正極,所以應(yīng)該是由Zn→Cu;正極反應(yīng)式是2H++2e-====H2↑,發(fā)生還原反應(yīng)。
【母題追問(wèn)】(1)若將上題圖示中的電解質(zhì)溶液變成硫酸銅溶液,能否形成原電池?若能,請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。
提示:可以形成,只不過(guò)是溶液里的氫離子參加反應(yīng)變成銅離子參加反應(yīng)。其電極反應(yīng)如下:負(fù)極(Zn):Zn-2e-====Zn2+;正極(Cu):Cu2++2e-====Cu。
(2)若此原電池有0.5 mol電子流經(jīng)導(dǎo)線,此時(shí)鋅電極的質(zhì)量將如何變化?
提示:由原電池原理可知,鋅電極的質(zhì)量將減少,由Zn-2e-====Zn2+可知,有0.5 mol電子流經(jīng)導(dǎo)線時(shí)減少的質(zhì)量為16.25 g。
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