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2021高中化学专题2第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能学案苏教版必修2 第1课时 化学能转化为电能 一、原电池工作原理 1．实验探究 2.原电池的概念原电池是将化学能转化为电能的装置； 原电池的反应本质是氧化还原反应。 3．原电池的构成条件理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。具体条件是：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (2)溶液：两电极均插入电解质溶液中。 (3)导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。 4．原电池的工作原理 (1)分析下图并填空 原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。(2)能量转化：化学能转变为电能。例1如图所示装置能够组成原电池的是_______________________________________。其他不能构成原电池的说明理由：_____________________________________________。考点原电池工作原理题点原电池的形成条件与判断方法答案EFG A装置的两个电极的活泼性相同，电子不会流动形成电流；B装置为非电解质溶液，不能发生氧化还原反应；C装置电解质溶液在两个分开的装置中，不成形成闭合回路；D装置无导线连接电极，不能形成闭合回路。它们均不能构成原电池思维启迪原电池的判定方法：一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。例2如图，电流计的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是( )A．B极为原电池的正极B．A、B、C分别可以为Zn、Cu和稀盐酸C．C中阳离子向A极移动D．A极发生氧化反应答案 C解析原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反应溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D项正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B项正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C项错误。二、原电池原理的应用1．钢铁的电化学腐蚀(1)电化学腐蚀金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。(2)钢铁的电化学腐蚀2.金属活动性强弱的判断由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验(1)装置甲中负极的电极反应式是A－2e－===A2＋。(2)装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是DABC。原电池工作原理的应用(1)比较金属活动性原电池中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。(2)改变化学反应速率如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。(3)设计原电池如：把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，可用Fe作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。(4)保护金属设备如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn)，则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。例3(2021·台州月考)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。下列说法正确的是( )A．铁片发生还原反应而被腐蚀B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀答案 D解析铁作负极，发生失电子的氧化反应，选项A错误；铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多，选项B错误；铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe －2e－===Fe2＋，选项C错误；D项，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，铁作负极，碳作正极，选项D正确。例4某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是( )考点原电池原理的应用题点设计原电池答案 C解析将Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu拆开两个半反应：氧化反应(负极反应)：Zn－2e－===Zn2＋。还原反应(正极反应)：Cu2＋＋2e－===Cu。则电池的负极是Zn，正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属，电解质溶液中含Cu2＋。方法技巧——设计原电池的方法(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般