(浙江选考)2020版高考化学二轮复习专题六第2讲化学能与电能的转化教案

第2讲 化学能与电能的转化

[考试说明]

知识内容 (1)原电池的概念 (2)铜-锌原电池的原理及电极反应式 (3)原电池的构成条件 (4)常见化学电源 (5)原电池的构造与工作原理，盐桥的作用 (6)判断与设计简单的原电池 (7)原电池的电极反应式及电池反应方程式 (8)原电池的正、负极和电子流向的判断 (9)银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值 (10)电解池的概念 续 表

知识内容 (11)电解CuCl2溶液的原理及电极反应式 (12)电解池的构成条件 (13)原电池、电解池的判断 (14)电解池的构造与工作原理 (15)电解池的电极反应式与电解反应方程式 (16)金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产生活中的应用 (17)金属腐蚀的危害 (18)金属发生电化学腐蚀的基本原理 (19)金属的防护 原电池原理及其应用[学生用书P43]

1．原电池的工作原理

如图是两种锌铜原电池示意图：

考试要求 b b c b b b a c b 考试要求 a b b c b c b c b b - 1 -

(1)反应原理

电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电池反应 (2)原电池中的三个方向 ①电子流动方向：从负极流出沿导线流入正极； ②电流流动方向：从正极沿导线流向负极；

③离子迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。 2．原电池正、负极的判断

(1)根据电极材料。一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电子流动方向或电流方向。电子流动方向：由负极→正极；电流方向：由正极→负极。

(3)根据原电池电解质溶液中离子的移动方向。在原电池的电解质溶液内，阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。

(4)根据原电池两极发生的变化。原电池的负极失电子，发生氧化反应；而正极得电子，发生还原反应。

3．不同介质下电极反应式的书写技巧和步骤

电极反应式属于以离子反应表达的氧化还原半反应，要遵循离子方程式拆分物质的规则。 (1)先写出电极反应式的主要框架(待配平) ①酸性电解液

负极：还原剂－xe―→氧化产物＋H 正极：氧化剂＋xe＋H―→还原产物

②非酸性电解质(或液)(包括碱溶液、熔融碳酸盐及氧化物) 负极：还原剂－xe＋阴离子―→氧化产物 正极：氧化剂＋xe―→阴离子＋还原产物

(2)依据化合价变化分别计算氧化剂、还原剂与电子的比例。

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负极 锌片 Zn－2e===Zn 氧化反应 2＋2＋－2＋2＋正极 铜片 Cu＋2e===Cu 还原反应 －Zn＋Cu===Zn＋Cu - 2 -

(3)根据电荷守恒配平离子，最后根据原子守恒配平其余物质。

题组一 原电池原理的应用

1．如图所示进行实验，下列说法不正确的是( )

A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能

C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e===Zn

解析：选B。装置甲为锌片与稀硫酸反应装置，可观察到锌片上有气泡；装置乙为铜锌原电池，锌片、铜片和硫酸形成的原电池中，铜片为原电池正极，该极上氢离子得电子生成氢气，电极反应为2H＋2e===H2↑，故装置乙的铜片上也可观察到有气泡产生，锌片为原电池负极，锌失电子，负极上的电极反应式为Zn－2e===Zn，电子由负极经导线流向正极，整个电路形成回路，产生电流，化学能转变为电能，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转。故A、C、D正确。甲装置不是原电池，能量变化不是化学能转化为电能，没有产生电流，而乙装置是原电池，原电池中的能量变化为化学能转化为电能，B不正确。

2．(2017·浙江4月选考，T17)银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如下。下列说法不正确的是( )

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A．Zn电极是负极 B．Ag2O电极发生还原反应

C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e＋2OH===Zn(OH)2 D．放电前后电解质溶液的pH保持不变

解析：选D。由银锌电池的反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag知，Zn的化合价升高，被氧化，作负极，其电极反应式为Zn－2e＋2OH===Zn(OH)2。因总反应消耗H2O，使得OH的浓度增大，所以放电前后电解质溶液的pH增大。

题组二 电极反应式的考查

3．Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( ) A．负极反应式为Mg－2e===Mg

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B．正极反应式为Ag＋e===Ag C．电池放电时Cl由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应 Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑

解析：选B。该电池中Mg作负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg，A项正确；正极反应为AgCl＋e===Ag＋Cl，B项错误；电池放电时，Cl从正极向负极移动，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。

4．(2018·浙江4月选考，T17)锂(Li)-空气电池的工作原理如图所示。

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下列说法不正确的是( ) A．金属锂作负极，发生氧化反应 B．Li通过有机电解质向水溶液处移动 C．正极的电极反应：O2＋4e===2O D．电池总反应：4Li＋O2＋2H2O===4LiOH 答案：C

介质对电极反应式书写的影响

(1)中性溶液中，反应物若是H得电子或OH失电子，则H或OH均来自水的电离。 (2)酸性溶液中，反应物或生成物中均没有OH。 (3)碱性溶液中，反应物或生成物中均没有H。 (4)水溶液中不能出现O。

化学电源[学生用书P44]

新型电池是对电化学原理的综合考查，在新高考中依托新型电池考查的电化学原理知识有以下几点。

1．判断电极

(1)放电时正、负极的判断

①负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质； ②正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质。 (2)充电时阴、阳极的判断

①阴极：放电时的负极在充电时为阴极；

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