高一化學(xué)原電池的工作原理教案

1、原電池的工作原理適用學(xué)科高中化學(xué)適用年級(jí)60 高中一年級(jí)內(nèi)蒙古適用區(qū)域課時(shí)時(shí)長(zhǎng)（分鐘）學(xué)問點(diǎn)原電池工作原理學(xué)問與技能 ：懂得原電池的工作原理,能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方教學(xué)目標(biāo) 程式；明白半反應(yīng)、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念；會(huì)判定原電池的正、負(fù)極,能夠利用氧化仍原反應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔的原電池；情感態(tài)度與價(jià)值觀：培育同學(xué)的應(yīng)用才能；讓同學(xué)關(guān)注有關(guān)的生活、生產(chǎn)問題,感受化學(xué)的進(jìn)展對(duì)當(dāng)代社會(huì)進(jìn)展的重要意義；教學(xué)重點(diǎn) 懂得原電池的工作原理,能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式教學(xué)難點(diǎn) 會(huì)判定原電池的正、負(fù)極,能夠利用氧化仍原反應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔的原電池；教學(xué)過程 一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)氧化仍原反應(yīng)的學(xué)問內(nèi)容,并列舉一些鞏

2、固氧化仍原反應(yīng),分析反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)的情形,判定金屬性的強(qiáng)弱,氧化性和仍原性的強(qiáng)弱；二、學(xué)問講解 考點(diǎn) 1 ：原電池 1原電池定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；2實(shí)質(zhì)：將氧化仍原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)；即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能；3簡(jiǎn)潔原電池的構(gòu)成條件：活潑性不同的兩個(gè)電極,電解質(zhì)溶液, 形成閉合回路, 能自發(fā)進(jìn)行的氧化仍原反應(yīng)；考點(diǎn) 2：原電池的工作原理工作原理：利用氧化仍原反應(yīng)在不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行,以適當(dāng)方式連接起來,獲得電流；以銅鋅原電池為例：1在 ZnSO4溶液中,鋅片逐步溶解,即 Zn 被氧化,鋅原子失電子,形成 Zn 2進(jìn)入溶液,2從銅片上得電子,仍原成為 從鋅片上釋放的電子,經(jīng)過導(dǎo)

3、線流向銅片；CuSO4 溶液中, Cu金屬銅并沉積在銅片上；鋅為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為 Zn2e=Zn 2；22e =Cu ；銅為正極,發(fā)生仍原反應(yīng),電極反應(yīng)式為 Cu總反應(yīng)式為 Zn Cu 2=Zn 2Cu,反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的；2閉合回路的構(gòu)成：外電路：電子從負(fù)極到正極,電流從正極到負(fù)極,內(nèi)電路：溶液中的陰離子移向ZnSO4 溶液,陽(yáng)離子移向CuSO4 溶液；考點(diǎn) 3：鹽橋鹽橋中通常裝有含瓊膠的KCl 飽和溶液；當(dāng)其存在時(shí),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,Zn 棒中的Zn 原子失去電子成為 Zn 2進(jìn)入溶液中, 使 ZnSO4 溶液中 Zn 2過多, 帶正電荷； Cu 2獲得電子沉積為 Cu,溶液中

4、 Cu 2過少, SO 24過多,溶液帶負(fù)電荷；當(dāng)溶液不能保持電中性時(shí),將 阻擋放電作用的連續(xù)進(jìn)行；鹽橋的存在就防止了這種情形的發(fā)生,其中 Cl向 ZnSO 4 溶液遷 移, K向 CuSO4 溶液遷移,分別中和過剩的電荷,使溶液保持電中性,反應(yīng)可以連續(xù)進(jìn)行；三、例題精析【例題 1】以下裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是 【答案】B【解析】 A 、D 項(xiàng)中電極與電解質(zhì)溶液之間不發(fā)生反應(yīng),不能構(gòu)成原電池；B 項(xiàng)符合原電池的構(gòu)成條件,兩電極發(fā)生的反應(yīng)分別是 Zn2e =Zn 2,2H2e =H 2； C 項(xiàng)中酒精不是電解質(zhì),故不能構(gòu)成原電池；【例題 2】在圖中的8 個(gè)裝置中,屬于原電池的是 ABCD【

5、答案】 D 【解析】 簡(jiǎn)潔原電池的構(gòu)成條件：活潑性不同的兩個(gè)電極,電解質(zhì)溶液, 形成閉合回路, 能自發(fā)進(jìn)行的氧化仍原反應(yīng)；四、課堂運(yùn)用【基礎(chǔ)】1、用銅片、銀片、CuNO 32溶液、 AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋 裝有瓊脂 -KNO 3的 U 型管 構(gòu)成一個(gè)原電池；以下有關(guān)該原電池的表達(dá)正確選項(xiàng) 在外電路中,電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)為Age=Ag 試驗(yàn)過程中取出鹽橋,原電池仍能連續(xù)工作將銅片浸入AgNO 3 溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同DABC2、下圖是 Zn 和 Cu 形成的原電池,某試驗(yàn)愛好小組做完試驗(yàn)后,在讀書卡片上記錄如下：在卡片上,描述合理的是 NO.28 Date：20

6、22.11.8 試驗(yàn)后的記錄：Zn 為正極, Cu 為負(fù)極；H向負(fù)極移動(dòng)；電子流淌方向 ZnCu ；Cu 極上有 H2 產(chǎn)生；如有 1 mol 電子流過導(dǎo)線,就產(chǎn)生 H2 為 0.5 mol；正極的電子反應(yīng)式為：ZnZn2e；A B C D答案及解析：1、C 解析 該原電池中 Cu 作負(fù)極, Ag 作正極,負(fù)極反應(yīng)式為 Cu2e=Cu 2,正極反應(yīng)式為 Age=Ag ,因此對(duì)；在外電路中,電子由 Cu 電極流向 Ag 電極,而電流方向與電子流 向相反,所以錯(cuò)；沒有鹽橋,原電池不能連續(xù)工作,所以錯(cuò)；無論是否為原電池,反應(yīng) 實(shí)質(zhì)相同,均為氧化仍原反應(yīng),所以對(duì)；2、B 解析 此題考查了鋅、銅和稀負(fù)極

7、,電極反應(yīng)為：Zn2eH2SO4 構(gòu)成的原電池的基本工作原理；Zn 比 Cu 活潑, Zn 為=Zn 2,Cu 為正極,電極反應(yīng)為 2H2e =H 2,每轉(zhuǎn)移 1 mol電子,產(chǎn)生 H 2 0.5 mol ,電子由 Zn 流出,經(jīng)導(dǎo)線流向銅片,溶液中H向正極移動(dòng), SO24向負(fù)極移動(dòng),應(yīng)選B；【鞏固】1、把 A、B、C、D 四塊金屬泡在稀H 2SO4中,用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池；A 、B 相連時(shí), A 為負(fù)極； C、D 相連時(shí), D 上有氣泡逸出；A 、C 相連時(shí), A 極減輕； B、D 相連時(shí), B 為正極；就四種金屬的活動(dòng)性次序由大到小排列為 AABCD BACBD CACDB D

8、BDCA 2、已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質(zhì)溶液：液、硫酸；按要求回答以下問題：CuCl 2溶液、 Fe2SO43溶1 電工操作上規(guī)定：不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用；請(qǐng)說明緣由 _ ；2 如電極材料選銅和石墨,電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液,外加導(dǎo)線,能否構(gòu)成原電池？_ ；如能,請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式,負(fù)極：不能,后兩空不填 _,正極： _ ；如3 設(shè)計(jì)一種以鐵和稀硫酸反應(yīng)為原理的原電池,要求畫出裝置圖 需標(biāo)明電極材料及電池的正、負(fù)極 ；答案及解析：1、C 解析 金屬組成原電池,相對(duì)活潑的金屬失去電子作負(fù)極,相對(duì)不活潑的金屬作正極；負(fù)極被氧化,質(zhì)量減輕,正極發(fā)生仍原反應(yīng),有物質(zhì)析出,由

9、題意得活動(dòng)性 AB 、AC 、CD 、DB ,故正確答案為 C；2、1二者連接在一起時(shí),接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而被腐蝕2能Cu2e=Cu22Fe32e =2Fe23解析 1當(dāng) Cu、Al 導(dǎo)線連接時(shí),接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而被腐蝕；2由于 FeCl3能與 Cu 發(fā)生反應(yīng)： 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2,因此依據(jù)給出的條件可以設(shè)計(jì)成原電池,其負(fù)極為 Cu,反應(yīng)為 Cu2e=Cu 2,正極為石墨,電極反應(yīng)式為 2Fe32e =2Fe 2；3由于總反應(yīng)式為 Fe H2SO4=FeSO4H2,所以負(fù)極為 Fe,正極可為 Cu、Ag 或石墨,電解質(zhì)為稀硫酸,即可畫出裝置圖；【

10、拔高】1、利用反應(yīng) Fe 3Zn=Fe 2Zn 2設(shè)計(jì)一個(gè)帶鹽橋的原電池,并在下面方框內(nèi)畫出試驗(yàn)裝置圖,并指出正極為 _,電極反應(yīng)式為 _ ；負(fù)極為 _,電極反應(yīng)式為_ ；此裝置中鹽橋的作用為 _ ；2、依據(jù)氧化仍原反應(yīng)：2AgaqCus=Cu 2aq 2Ags 設(shè)計(jì)的原電池如下圖所示；請(qǐng)回答以下問題：1電極 X 的材料是 _；電解質(zhì)溶液 Y 是_；2銀電極為電池的 _極,發(fā)生的電極反應(yīng)為 _ ；X 電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_ ；3外電路中的電子是從 _電極流向 _電極；答案及解析：1、Pt 2Fe 32e=2Fe 22Zn Zn2e =Zn使兩個(gè)半電池連成一個(gè)通路；使兩溶液保持電中性解析依據(jù)反

11、應(yīng) Zn2Fe3=Zn22Fe 2知該反應(yīng)中的氧化反應(yīng)為Zn 2e=Zn2,故應(yīng)采納Zn 片作負(fù)極, 仍原反應(yīng)為2Fe32e=2Fe2,故應(yīng)挑選比Zn 不活潑的金屬或非金屬石墨等2作正極,依據(jù)應(yīng)挑選與電極材料相同的陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液作電解液,故負(fù)極區(qū)應(yīng)選含Zn的鹽溶液如ZnSO4 溶液,正極區(qū)選含F(xiàn)e 3的溶液作電解液如FeCl 3、Fe2SO43 溶液等；2、答案1銅AgNO 3溶液2 正Age =AgCu2e=Cu23CuAg 解析依據(jù)所給氧化仍原反應(yīng)的化學(xué)方程式,結(jié)合原電池反應(yīng)原理以及所給原電池裝置,Cu 應(yīng)作負(fù)極, AgNO 3溶液為電解質(zhì)溶液,從而推知：1X 的材料為銅, Y 是 A

12、gNO 3溶液；Age=Ag ；X 電極上發(fā)生的電極反應(yīng)2銀為原電池的正極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為式為 Cu2e=Cu2；3外電路中的電子從銅負(fù)電極流向銀 正 電極；課程小結(jié)1、本節(jié)內(nèi)容從生活動(dòng)身,培育同學(xué)學(xué)習(xí)愛好,由簡(jiǎn)潔到復(fù)雜建立同學(xué)的自信心和學(xué)習(xí)愛好；讓同學(xué)愛學(xué)習(xí),想學(xué)習(xí)；2通過練習(xí),引導(dǎo)同學(xué)自己總結(jié)各概念應(yīng)用時(shí)的留意事項(xiàng)；通過視頻試驗(yàn)來認(rèn)真觀看,歸 納總結(jié)出試驗(yàn)過程中的留意事項(xiàng)及誤差分析,培育同學(xué)謹(jǐn)慎、認(rèn)真的習(xí)慣；3本講內(nèi)容重在應(yīng)用,多引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行肯定量的練習(xí),以熟識(shí)并把握相關(guān)應(yīng)用；課后作業(yè)【基礎(chǔ)】1在理論上不能用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是 AH2SO4aqBaCl 2aq=2HClaq Ba

13、SO4s H0 B2CH 3OHl 3O2g 2CO2g4H2Ol H0 C4FeOH 2s2H 2Ol O2g=4FeOH 3s H0 D3Cus8HNO 3aq=3CuNO 32aq 2NOg 4H 2Ol H0 2有關(guān)原電池的以下說法中正確選項(xiàng) A在外電路中電子由正極流向負(fù)極 B在原電池中,只有金屬鋅作為負(fù)極 C原電池工作時(shí),陽(yáng)離子向正極方向移動(dòng) D原電池工作時(shí),陽(yáng)離子向負(fù)極方向移動(dòng)答案及解析：1A 解析：自發(fā)的放熱的氧化仍原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池,以此來解答解答： 解：A 、屬于復(fù)分解反應(yīng),不是氧化仍原反應(yīng),不能用于設(shè)計(jì)原電池,故 A 正確；B、屬于自發(fā)的氧化仍原反應(yīng),能設(shè)計(jì)成原電池,故

14、B 錯(cuò)誤；C、屬于自發(fā)的氧化仍原反應(yīng),能設(shè)計(jì)成原電池,故 C 錯(cuò)誤；D、屬于自發(fā)的氧化仍原反應(yīng),能設(shè)計(jì)成原電池,故 D 錯(cuò)誤應(yīng)選 A 2C 解析在原電池中,電子從負(fù)極流向正極；原電池中活潑的金屬作負(fù)極,而不肯定是Zn；隨著反應(yīng)的進(jìn)行,陽(yáng)離子在正極被仍原,所以電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng),而陰離子向負(fù)極移動(dòng)；答案為 C；【鞏固】1鋅銀電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的電池反應(yīng)是ZnOH 2,就負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是 Zn Ag 2OH2O=2Ag A Ag BZnOH 2CAg 2O DZn 2依據(jù)反應(yīng)： 2AgCu=Cu22Ag ,設(shè)計(jì)如下列圖原電池,以下說法錯(cuò)誤選項(xiàng) AX 可以是銀或石墨

15、BY 是硫酸銅溶液C電子從銅電極經(jīng)外電路流向X 電極e =Ag DX 極上的電極反應(yīng)式為Ag答案及解析：1. D 解析 判定原電池的正、負(fù)極, 要依據(jù)總反應(yīng)式確定失電子物質(zhì)和得電子物質(zhì),然后依據(jù)在原電池中失去電子的物質(zhì)作負(fù)極作出判定；由題給總方程式得 Zn2OH2e=ZnOH 2,故 Zn 為負(fù)極；2. B 解析 依據(jù)題意,銅應(yīng)為負(fù)極,X 為正極,就 X 應(yīng)為活潑性比銅弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?A 項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液應(yīng)含 Ag,B 項(xiàng)錯(cuò)；在原電池中,電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,Ag在正極 X 上得電子, Age=Ag ,故 C、D 項(xiàng)正確；【拔高】1以下關(guān)于試驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確選項(xiàng) A把銅片和鐵

16、片緊靠在一起浸入稀硫酸中,銅片表面顯現(xiàn)氣泡B用鋅片作負(fù)極,銅片作正極,在CuSO4溶液中,銅片質(zhì)量增加C把銅片插入三氯化鐵溶液中,在銅片表面顯現(xiàn)一層鐵 D把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中,加入幾滴氯化銅溶液,氣泡放出速率加快2銀器皿日久表面會(huì)逐步變成黑色,這是由于生成硫化銀,有人設(shè)計(jì)用原電池進(jìn)行“ 拋光” ,其處理方法是：將肯定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中,再將變黑的銀器浸入溶液中,放置一段時(shí)間后,黑色會(huì)褪去而銀復(fù)原光澤,且不會(huì)缺失,試回答：1食鹽的作用是 _ ；2在此原電池反應(yīng)中,負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 _ ,正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_ ；3反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體,溶液中發(fā)生的反應(yīng)為 _ ,原

17、電池總反應(yīng)方程式為 _ ；4實(shí)際操作中,配制食鹽水時(shí),通常仍加入肯定量的小蘇打,其主要作用是 _ ,這一反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _ ；答案及解析 ：1C 解析 銅片和鐵片緊靠并浸入稀 H 2SO4 中,銅片上的 H獲得由鐵片傳遞過來的電子 2H2e =H2,所以可觀看到銅片表面顯現(xiàn)氣泡；鋅片作負(fù)極,銅片作正極,發(fā)生反應(yīng)：ZnCu 2=Zn 2Cu,生成的 Cu 在銅片上析出訪其質(zhì)量增加；銅片插入 FeCl3 溶液,發(fā)生的反應(yīng)是 Cu2Fe 3=Cu 22Fe 2,并沒有單質(zhì)鐵的析出；向盛有鋅粒和鹽酸的試管中,滴入幾滴 CuCl 2 溶液,發(fā)生反應(yīng)： ZnCu 2=Zn 2Cu,置換出的 Cu 與剩余的 Zn 接觸,置于鹽酸中,構(gòu)成了原電池,加速 2H2e =H 2的反應(yīng),可觀看到氣泡放出速率加快；2. 1作電解質(zhì)起導(dǎo)電作用3222Al 6e =2Al 3Ag 2S6e =6Ag 3S32Al 3 3S 26H2O=2AlOH 33H 2S 2Al 3Ag 2S6H 2O=2AlOH 33H2S6Ag 4 除去生成的 H2S,防止污染空氣 H2SNaHCO 3=NaHSH2OCO 2解析 1形成原電池需要電解質(zhì)導(dǎo)電,因此NaCl