高中化學(xué) 專題1 第二單元 第1課時 原電池的工作原理 蘇教選修4

第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化

第1課時原電池的工作原理專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化整理ppt課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航1.了解原電池的構(gòu)造特點及工作原理。2．能正確書寫原電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。整理ppt新知初探自學(xué)導(dǎo)引一、原電池的概念將_________轉(zhuǎn)化為_______的裝置。二、構(gòu)成原電池的條件1．兩個___________不同的電極(材料可以是________或__________________)。2．電極均插入________________中。3．構(gòu)成_____________。4．能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。自主學(xué)習(xí)化學(xué)能電能活潑性金屬導(dǎo)電的非金屬電解質(zhì)溶液閉合回路整理ppt想一想1．構(gòu)成原電池的化學(xué)反應(yīng)有何特點？提示：必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，發(fā)生的反應(yīng)必定是放熱反應(yīng)，即反應(yīng)的焓變小于零。整理ppt三、原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例)裝置舉例整理pptZn電極Cu電極現(xiàn)象鋅片逐漸溶解銅片上有紅色物質(zhì)沉積得失電子______電子____電子正、負(fù)極判斷_____極_____極電子流向流出流入失得負(fù)正整理pptZn電極Cu電極反應(yīng)類型________反應(yīng)______反應(yīng)電極反應(yīng)式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu總反應(yīng)式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu鹽橋的作用使帶電離子通過，平衡兩個半電池中的電荷氧化還原整理ppt想一想2.電極反應(yīng)與電池反應(yīng)有何區(qū)別與聯(lián)系？提示：電極反應(yīng)是分別在兩極上發(fā)生的“半反應(yīng)”(氧化反應(yīng)或還原反應(yīng))，電池反應(yīng)是兩個電極反應(yīng)加合消去電子后的總反應(yīng)?？赏ㄟ^電極反應(yīng)相加求電池反應(yīng)，也可通過電池反應(yīng)減一個電極反應(yīng)求另一個電極反應(yīng)。整理ppt自主體驗1．如下圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是(

)整理ppt解析：選B。依據(jù)構(gòu)成原電池的四個必要條件分析：A中兩電極相同；C中沒有構(gòu)成閉合回路；D中酒精是非電解質(zhì)。唯有B符合條件。整理ppt2.關(guān)于如圖所示的敘述中，正確的是(

)A．銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B．銅片質(zhì)量逐漸減少C．電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D．氫離子在銅片表面被還原整理ppt解析：選D。A項，銅是正極；B項，原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑，故銅片質(zhì)量不變；C項，電流由正極(銅片)經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極(鋅片)。故正確答案為D。整理ppt3．有關(guān)原電池的下列說法中正確的是(

)A．在外電路中電子由正極流向負(fù)極B．在原電池中，只有金屬鋅作負(fù)極C．原電池工作時，陽離子向正極方向移動D．原電池工作時，陽離子向負(fù)極方向移動解析：選C。在原電池中，電子從負(fù)極流向正極，A錯誤；原電池中是活潑金屬作負(fù)極，而不一定是鋅，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，陽離子在正極被還原，所以電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動，而陰離子向負(fù)極移動。整理ppt要點突破講練互動探究導(dǎo)引

Fe-Cu-CuSO4溶液構(gòu)成的原電池，正負(fù)極分別是什么？提示：從電極材料看，較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬為正極。Fe為負(fù)極，Cu為正極。要點一原電池正負(fù)極的判斷方法整理ppt要點歸納負(fù)極正極電極材料較活潑的金屬較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬電子流向電子流出電子流入離子移動方向陰離子移向的一極陽離子移向的一極反應(yīng)類型發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)電極質(zhì)量變化質(zhì)量減輕質(zhì)量增加氣體產(chǎn)生——————產(chǎn)生氣體(一般是H2)pH變化——————pH增大整理ppt特別提醒原電池的電極類型不僅跟電極材料有關(guān)，還與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)有關(guān)。如鎂－鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池，鎂為負(fù)極，鋁為正極，但若以氫氧化鈉為電解質(zhì)溶液，則鋁為負(fù)極，鎂為正極。整理ppt1．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(

)即時應(yīng)用整理pptA．反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極整理ppt解析：選D。由反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2可知，反應(yīng)開始時甲中Fe3＋發(fā)生還原反應(yīng)，乙中I－發(fā)生氧化反應(yīng)；電流計讀數(shù)為零，說明單位時間內(nèi)由甲流向乙的電子數(shù)與由乙流向甲的電子數(shù)相等，生成Fe3＋的物質(zhì)的量與消耗的Fe3＋相等，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時在甲中溶入FeCl2固體，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，乙中I2發(fā)生還原反應(yīng)，則乙中石墨電極為正極。整理ppt探究導(dǎo)引1 在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液為什么能使產(chǎn)生H2的速率加快？提示：因為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的銅與鋅在稀H2SO4中構(gòu)成原電池，可以加快反應(yīng)速率。要點二原電池原理的應(yīng)用整理ppt探究導(dǎo)引2 如何證明鎂比鋁的金屬性活潑？提示：將鎂條與鋁條用一根導(dǎo)線相連，插入到稀H2SO4中，觀察到鎂條溶解，鋁條上有氣泡產(chǎn)生，由此證明鎂比鋁易失電子，金屬性活潑。整理ppt要點歸納設(shè)計原電池的一般思路設(shè)計思路實例以自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2把氧化還原反應(yīng)分解為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，從而確定電極反應(yīng)氧化反應(yīng)(負(fù)極)Cu－2e－===Cu2＋還原反應(yīng)(正極)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋整理ppt設(shè)計思路實例以兩極反應(yīng)為原理，確定電極材料及電解質(zhì)溶液負(fù)極材料：Cu正極材料：石墨或鉑或比Cu不活潑的其他金屬電解質(zhì)溶液：FeCl3溶液畫出示意圖整理ppt即時應(yīng)用2．根據(jù)氧化還原反應(yīng)Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag設(shè)計一個原電池：(1)裝置可采用燒杯和鹽橋，畫出此原電池的裝置簡圖；(2)注明原電池的正極和負(fù)極；(3)注明外電路中電子的流向；(4)寫出兩個電極上的電極反應(yīng)。整理ppt解析：首先將已知的反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng)：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點分析可知，該電池的負(fù)極應(yīng)該用Cu作材料，正極材料為Ag。原電池由兩個半電池組成，銅與銅鹽溶液組成銅半電池，銀和銀鹽溶液組成銀半電池，中間通過鹽橋連接起來。整理ppt答案：(1)(2)(3)如下圖所示：(4)負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋正極：2Ag＋＋2e－===2Ag整理ppt題型探究權(quán)威預(yù)測

銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是(雙選)(

)A．正極反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋B．電池反應(yīng)為：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液題型原電池的工作原理及構(gòu)成條件例整理ppt【思路點撥】負(fù)極失電子，正極得電子；鹽橋中的K＋移向正極。整理ppt【解析】

Zn是原電池的負(fù)極，故A錯；原電池總反應(yīng)與沒有形成原電池時的氧化還原反應(yīng)相同，故B正確；根據(jù)閉合回路的電流方向，在外電路中，電流由正極流向負(fù)極，因電子流向與電流的方向相反，即電子由負(fù)極流向正極，故C正確；在溶液中，陽離子向正極移動，故D錯。整理ppt【答案】

BC【名師點睛】考查對原電池工作原理的分析能力。整理ppt熱點示例思維拓展利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性

【經(jīng)典案例】某探究活動小組想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序，有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol·L－1稀H2SO4中，乙同學(xué)將電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如圖所示。整理ppt整理ppt(1)寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)式：負(fù)極__________________________________，正極__________________________________。(2)乙池中負(fù)極為__________，正極發(fā)生________反應(yīng)，總反應(yīng)離子方程式為________________________________________________________________________。整理ppt(3)如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出________活動性更強(qiáng)，而乙會判斷出________活動性更強(qiáng)(填寫元素符號)。(4)由此實驗，可得到如下哪些結(jié)論？____。A．利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)整理pptB．鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)C．該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有實用價值D．該實驗說明化學(xué)研究對象復(fù)雜、反應(yīng)條件多變，應(yīng)具體問題具體分析

(5)上述實驗也反過來證明了“利用金屬活動性順序表直接判斷原電池中正、負(fù)極”，這種做法______(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，則請你提出另一個判斷原電池正、負(fù)極可行的實驗方案___________________________。整理ppt【解析】

(1)甲池中電池總反應(yīng)方程式為Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，Mg作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Mg－2e－===Mg2＋，Al作正極，電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－===H2↑。(2)乙池中電池總反應(yīng)方程式為：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以負(fù)極為