2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修1暑假预习4.1 原电池讲义（Word含答案）

4.1 原电池 知识图谱 原电池 知识精讲 一．原电池 1．原电池概念 化学电源是一种直接把化学能转变为电能的装置，习惯上称作电池。电池由正极、负极、电解质、隔膜和容器五个部分组成，其中最主要的是正极、负极和电解质三个部分。一般地，原电池放电时，负极上总是发生氧化反应，并失去电子；而正极上总是获得电子，发生还原反应。 2．构成原电池的条件 （1）电极材料是由活性物质与导电极板所构成，所谓活性物质是指在电极上可进行自发氧化还原的物质并且两电极材料活性不同，在负极上发生氧化反应；正极上发生还原反应； （2）电解液：含电解质； （3）构成回路 【特别提示】 ①原电池中电子由负极流向正极，外电路电流流向与之相反。 ②原电池中失电子的一极为负极，得电子的一极为正极。 ③形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触，如下图所示。 ④有的原电池产生的电流大，可以对外做功；有的原电池电极上发生的反应很慢，产生的电流极其微弱，不能对外做功（如电极是Fe、C，电解质溶液是溶液）。 2．锌铜原电池工作原理的实验探究 （1）实验设计 分别按照如下图甲、乙所示装置进行实验。请观察反应过程中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）实验记录 【特别提示】乙装置中盐桥的组成、作用及优点： ①组成：通常将热的饱和或琼胶溶液倒入U形管中（不能产生裂隙），将冷却后的U形管浸泡在或的饱和溶液中，即可得到盐桥。 ②作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路，并使两溶液保持电中性。 ③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离子的定向移动，使原电池能持续、稳定地产生电流。 （3）实验分析 ①对于上图甲所示装置 片（负极）：（氧化反应） 片（正极）：（还原反应） 在片上，还可直接与溶液反应，生成与，因此该装置中即有化学能转化为电能（效率不高，电流在较短时间内就会衰减），也有化学能转化为热能。 ②对于上图乙所示装置 片（负极）：（氧化反应） 片（正极）：（还原反应） 总反应方程式： 该装置中，未与溶液直接接触发生反应，无热能放出，可以看出它是一个比上图甲更高效的原电池。 （4）上图乙所示原电池的实验原理分析 ①当有盐桥存在时，在溶液中，锌片逐渐溶解，即锌被氧化，锌原子失去电子形成进入溶液，从锌片上释放出的电子，经过导线流向铜片。溶液中的 在铜片上得到电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上。 随着反应的进行，左边烧杯溶液中增大，右边烧杯溶液中减小，此时，盐桥中的阴离子移向溶液，阳离子移向溶液，使溶液和溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断地产生电流。其工作原理可用下面的流程图表示： ②取出盐桥后，由于锌原子失去电子成为进入溶液，溶液因相对增加而带正电，同时，获得电子成为金属铜沉积在铜片上，使溶液因相对增加而带负电，这两种因素均会阻止电子从锌片上流向铜片，造成电流中断。 二．原电池的相关知识规律 1．能量转化：化学能转化为电能。 2．基本组成：由电极材料和电解质溶液形成两个半电池，两个隔离的半电池通过盐桥连接。 3．形成条件：（1）电极材料，可以是两种金属活动性不同的金属或金属和能导电的非金属（如石墨）；（2）两电极必须浸在电解质溶液中；（3）两极之间要用导线连接，两个半电池之间用盐桥连接，形成闭合回路；（4）有能自发进行的氧化还原反应。 【特别提示】判断某装置是否是原电池的思路如下所示： 4．电极名称：负极———电子流出的极（通常是较活泼的金属）；正极———电子流入的极（通常是较不活泼的金属或能导电的非金属）。 5．电极反应：负极发生氧化反应，通常是电极 ... ...