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1、-化学人教版必修2学案：互动课堂 第二章2.化学能与电能 Word版含解析-第 4 页互动课堂疏导引导一、原电池构成条件的判断1.有两种活泼性不同的电极。2.两电极用导线连接或直接接触。3.有合适的电解质溶液。二、电极与电极反应以铜锌原电池为例：通常是活泼金属作负极，本身失去电子被氧化；不活泼金属或其他导电材料作原电池正极，电解质溶液中的阳离子在正极上得到电子发生还原反应。锌较铜活泼，失去电子被氧化，铜板上带电子而显负电，溶液中氢离子在铜板上获得电子被还原成氢气。根据物理学知识，电子流出一极为负极，电子流入一极为正极。电流方向则是从正极到负极。负极(锌片)：Zn-2e-=Zn2+正极(铜片)：
2、2H+2e-=H2负极反应+正极反应=总反应：Zn+2H+=Zn2+H2三、原电池的工作原理以铜锌原电池为例，如右图所示：活泼金属是原电池的负极，负极金属失电子发生氧化反应，此电池的负极是锌，发生反应Zn-2e-=Zn2+，失去的电子沿导线流向正极。不活泼金属(或非金属导体)是原电池的正极，正极是电子流入的一极，此电池的正极是铜，溶液中的阳离子在正极得到电子发生还原反应：2H+2e-=H2。电子通过导线向正极流动，电子的流动形成电流。在溶液中阳离子由负极向正极运动，阴离子由正极向负极运动，形成闭合电路。原电池中电子流动方向为：负极正极(被阳离子得到)负极，电流方向则为正极负极。导线为原电池的外
3、电路。 发生原电池反应时，负极金属被消耗，溶液中H2SO4浓度下降，化学能转化为电能。 铜锌原电池工作原理如下表：负极正极电极材料锌铜电极反应Zn-2e-=Zn2+氧化反应2H+2e-=H2还原反应电子流向电子流出极电子流入极总反应Zn+2H+=Zn2+H2四、原电池正负极的判断(1)根据构成原电池的必要条件之一：活泼金属作负极；(2)根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极；(3)根据氧化还原反应确定：发生氧化反应(还原剂)的一极为负极。五、判断金属腐蚀快慢的规律 不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属被腐蚀得快慢与下列
4、两种因素有关：(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活动性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。(2)与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。 一般说来可用下列原则判断： 电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。六、原电池原理的应用(1)金属的防腐 在某些特殊的场所，金属的电化学腐蚀是不可避免的，如轮船在海中航行时，为了保护轮船不被腐蚀，可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属如Zn。这样构成的原电池Zn为负极而Fe为正极，从而防止铁的腐
5、蚀。(2)判断金属性的强弱 当两种金属构成原电池时，总是活泼的金属作负极而被腐蚀，所以先被腐蚀的金属活动性较强。(3)加快反应速率 当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H2时，纯Zn不如粗Zn跟酸作用的速率快。活学巧用1.关于如图所示装置的叙述，正确的是( ）A.铜是阳极，铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片 D.氢离子在铜片表面被还原思路解析：在铜锌稀H2SO4构成的原电池中，Zn作负极：Zn-2e-=Zn2+，铜片作正极：2H+2e-=H2，故铜片上H+被还原，有气泡产生，铜片质量不变。电子从锌极流向铜极，电流的方向与电子的流向相反。答案：D2.高铁电池
6、是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列叙述不正确的是( ）A.放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2B.放电时正极反应为：+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-C.放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强思路解析：高铁电池放电时为原电池，充电时为电解池。根据原电池反应原理，放电时负极反应式为：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2用总式减去负极反应式即得正极反应式为：+4H2O+3
7、e-=Fe(OH)3+5OH-放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被还原。答案：C3.Al、Mg在不同的电解质溶液中分别构成原电池A、B。(1)指出各池中的负极材料并写其电极反应式_。(2)从构成原电池的几个组成部分来看，判断原电池负极，除了要考虑金属的活泼性外，还要考虑_。思路解析：如果对原电池的原理理解不透彻，仅根据电极材料的金属活泼性来确定原电池的正负极，结果在解本题时就会出错。原电池能形成电流，是由于两极在电解质溶液中放电能力不同而造成的。电极材料在电解质溶液中的放电能力与金属的活泼性并不完全一致，即金属性强的不一定先放电。如Mg比Al活泼，在NaOH溶液中Al能
8、反应，而Mg不能。弄清这一点，本题就容易解决了。 由上述分析可知，电池负极的确定不仅要看金属的活泼性，更要看材料单独在电解质溶液中得失电子能力，这种能力一般与金属的活泼性相一致，即活泼性越强，失电子越容易，作原电池的负极。Al的金属性虽然没有Mg强，但Al在NaOH溶液中失电子能力要比Mg强。所以在B池中原电池的负极为Al，而在A池中原电池的负极为Mg，弄清了电池的正负极，电极反应书写就简单了。答案：(1)A池：(+)2H+2e-=H2()Mg-2e-=Mg2+B池：(+)2H2O+2e-=H2+2OH-()Al-3e-+4OH-=+2H2O(2)电解质溶液的性质，较易与电解质溶液反应的金属材料作原电池的负极4.电工操作中规定不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，这是因为（ ）A.延伸性相差大，易折断 B.铝线上的氧化膜电阻大C.铝线很快被腐蚀 D.电阻率不同拧在一起要发热思路解析：铝、铜拧在一起发生原电池腐蚀，铝作负极，易被腐蚀。答案：C