2.2《化学能与电能》同步学案（人教版化学必修2）
- ※基本信息※
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- 资料类型：教(学)案
- 教材版本：人教版
- 适用学校：不限
- 所需点数：1点
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第二节 化学能与电能
重难点一 原电池
1．原电池原理示意图
2．原电池正、负极的判断方法
(1)根据组成原电池的两极材料判断
一般是活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断
电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。
(3)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断
原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
(5)根据现象判断
溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。
3．原电池原理的应用
(1)加快氧化还原反应速率
如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4 形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。
(2)比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。
(3)设计原电池
已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。例如，利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：
负极(Cu)：Cu－2e－===Cu2＋(氧化反应)
正极(C)：2Ag＋＋2e－===2Ag(还原反应)
重 难点二 电极反应式和原电池反应式的书写
1．电极反应式的书写
(1)根据原电池的装置书写
负极：①若负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况；
一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质 溶液的成分反应，此时的电极反应可表示为M－ne－===Mn＋。
另一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应 、金属阳离子与电解质溶液反应叠加在一起，如铅蓄电池的负极反应为Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4。②若负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写，如H2－O2(KOH溶液)电池的负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O。
正极：首先判断在正极发生反应的物质。①当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；②当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要书写叠加式。
(2)根据原电池反应书写电极反应式
①找出发生氧化反应和还原反应的物质，确定正负极产物。
②利用电荷守恒分别写出电极反应式。
③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
2．原电池反应式的书写
两电极反应式，得失电子数相等时，将两电极反应式相加即得原电池反应式。
特别提醒 在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，无论该离子是强电解质提供的，还是弱电解质提供的，一律写离子符号；而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示。
3．常见化学电源的电极反应式
(1)普通锌锰电池
负极：Zn－2e－===Zn2＋
正极：2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑
总反应：Zn＋2NH＋4===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑
(2)铅蓄电池
负极：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4(氧化反应)；
正极：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O(还原反应)；
总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
(3)氢氧燃料电池(KOH为电解质)
负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O(氧化反应)；
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－(还原反应)；
总反应式：2H2＋O2===2H2O。
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