#化學(xué)：1.3.1《原電池的工作原理》學(xué)案(魯科版選修3)

第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第一課時原電池的工作原理主講人：馬現(xiàn)偉【高考復(fù)習(xí)三維目標】.知識與技能⑴理解原電池的原理及其構(gòu)成條件，了解常見的化學(xué)電源及其工作原理。⑵能根據(jù)電極反應(yīng)、電流的方向等原電池的原理判斷電源的正極和負極。⑶掌握電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式的書寫。⑷依據(jù)原電池的原理判斷金屬的活潑性強弱及設(shè)計原電池。.過程與方法⑴通過探索原電池的形成及原理，培養(yǎng)實驗技能以及分析思維能力，從而依據(jù)反應(yīng)方程式能設(shè)計原電池。⑵通過不斷總結(jié)、發(fā)現(xiàn)、歸納知識的要點，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。.情感態(tài)度與價值觀通過復(fù)習(xí)電池的有關(guān)知識，感受化學(xué)給人類帶來的進步和文明；了解廢舊電池回收的意義，增強環(huán)保意識。【知識整理】.利用氧化還原反應(yīng)將能轉(zhuǎn)化為能的裝置稱為原電池。其中，電子流出的一極是極，該極上發(fā)生反應(yīng)，電子流入的一極是極，該極上發(fā)生反應(yīng)。.原電池的構(gòu)成條件：⑴要有兩種活潑性不同的金屬（或一種和一種）作—、—兩個電極;⑵要有溶液;⑶構(gòu)成閉合回路;⑷能自發(fā)的發(fā)生反??應(yīng)。.在硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液的銅鋅原電池中，鋅作—極，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)式為：，該極質(zhì)量；銅作—極，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)式為：，該極質(zhì)量 。在外電路中，電子由—極流向極。其總電池反應(yīng)式為：。.化學(xué)電源是能夠的原電池，其電池可分為、、⑴鋅錳干電池用作正極，作負極，酸性鋅錳干電池的電解質(zhì)是，負極反應(yīng)式：，正極反應(yīng)式：；堿性鋅錳干電池的電解質(zhì)是，負極反應(yīng)式：，正極反應(yīng)式：，總電池反應(yīng)式為：。

⑵鉛蓄電池是一種電池，負極為—,正極為。電解質(zhì)溶液為,放電時負極反應(yīng)式為,放電時正極反應(yīng)式為，總電池反應(yīng)式為：。⑶氫氧燃料電池是以為燃料，以為氧化劑，作電極，若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則負極反應(yīng)式：，正極反應(yīng)式：，總電池反應(yīng)式為：?！靖呖伎键c精析】1．原電池正、負極的判斷方法【例1】某高二化學(xué)興趣小組為了探索鋁在原電池中的作用,設(shè)計一系列實驗,實驗結(jié)果記錄如下：編號電極材料電解質(zhì)溶液電流計指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg,Al稀鹽酸偏向Al2Al,Cu稀鹽酸偏向Cu3Al,石墨稀鹽酸偏向石墨4Mg,AlNaOH偏向Mg5Al,Zn濃硝酸偏向Al試根據(jù)上表中的實驗現(xiàn)象完成下列問題：⑴實驗1、2中Al所作的電極是否相同？⑵實驗4中Al作正極還是負極，為什么？寫出Al電極的電極反應(yīng)式。⑶解釋實驗5中電流計指針偏向Al的原因？⑷根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)：在原電池中金屬鋁作正極還是負極受到哪些因素的影響？〖思路點撥〗此題探究原電池中負極材料的選擇,依據(jù)原電池的構(gòu)成的條件并結(jié)合實驗的條件：負極材料必須要與電解質(zhì)溶液能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)來解答。【針對性練習(xí)】1．關(guān)于原電池的說法正確的是（ ）B.化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬為負極DB.化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬為負極D.在負極上發(fā)生還原反應(yīng)C.在外電路正極電子流出

.把鋁片和鎂片用導(dǎo)線連接成兩組，分別依次插入到NaOH溶液、稀H2sO4溶液中，下列說法正確的是（）A.都不能形成原電池 B.負極材料依次為鎂片、鋁片C負極材料依次為鋁片、鎂片 D.負極材料都是鎂片.將純鋅片和純銅片按圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是（ ）BB.a>c>b>dD.b>d>c>a甲 乙A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中的銅片是正極，乙中的銅片是負極C.兩燒杯中溶液的PH值均增大D.產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢4.把a、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩連接組成多個原電池，若a、b相連，a為負極；c、d相連，d上有氣泡逸出；a、c相連，a極減輕；b、d相連，b為正極。則四種金屬的活潑性順序為（）A.a>b>c>dC.a>c>d>b2.電極反應(yīng)式的書寫【例2】美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的電池，其構(gòu)造如圖所示兩個電極均由多孔碳制成，通入的氣體由孔隙中流出，并從電極表面放出。⑴a極是，電極反應(yīng)式是。⑵b極是，電極反應(yīng)式是。⑶氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使 b用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳氫化合物，如甲烷（天然氣）、汽油等。請寫出甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式為?！妓悸伏c撥〗依據(jù)燃料電池的電極及電極反應(yīng)可知KOH溶液此時電池內(nèi)的總反應(yīng)方程式為

〖思路點撥〗依據(jù)燃料電池的電極及電極反應(yīng)可知KOH溶液a、b兩極各是什么極及其電極反應(yīng)式。又因為甲烷燃燒生成二氧化碳，但在KOH溶液中應(yīng)生成碳酸根離子及碳元素的化合價的變化解答?！踞槍π跃毩?xí)】5．有甲、乙兩位同學(xué)想利用原電池的反應(yīng)檢驗金屬的活潑性順序。兩人均使用鎂片和鋁片乙將電極放入6mol/LNaOH溶液中，如圖5．有甲、乙兩位同學(xué)想利用原電池的反應(yīng)檢驗金屬的活潑性順序。兩人均使用鎂片和鋁片乙將電極放入6mol/LNaOH溶液中，如圖作電極，但甲將電極放入6mol/LHSO^溶液中，甲硫酸溶液乙甲硫酸溶液乙NaOH溶液⑴寫出甲池中正極的電極反應(yīng)式：正極:⑵寫出乙池中正極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式：負極：?？偡磻?yīng)的離子方程式： 3．依據(jù)原電池的原理設(shè)計原電池原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故自發(fā)的氧化還原反應(yīng)理論上都可設(shè)計成原電池。【例4】根據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,設(shè)計成一個原電池，電解質(zhì)溶液中應(yīng)含，負極材料為，正極材料為，電極反應(yīng)式為 、 〖思路點撥〗關(guān)鍵先看該氧化還原反應(yīng)是不是自發(fā)的，若是則將總反應(yīng)變換成氧化反應(yīng)（負極）和還原反應(yīng)（正極）?！踞槍π跃毩?xí)】Y「舊6.今有2H2+。2-2H2O反應(yīng)，設(shè)計成燃料電池，則負極通的應(yīng)是 ，正極通的應(yīng)是，電極反應(yīng)式為：、?！局R網(wǎng)絡(luò)小結(jié)】

【考點落實訓(xùn)練】1.銀鋅電池廣泛用于各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可表示為：2Ag+Zn（OH）2器Ag2O+Zn+HR,在放電時，負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（ ）A.Ag B.Zn（OH）2 C.Ag2O D.Zn2．關(guān)于如圖所示裝置的敘述正確的是（）A.銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B.銅片的質(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.下列反應(yīng)中，在原理上可以設(shè)計成原電池的是（ ） -A.Ba（OH）2.8H2O與NH4cl的反應(yīng)B.鋁與鹽酸的反應(yīng)C石灰石的分解 D.甲烷與氧氣的反應(yīng).X、Y、Z、M代表四種金屬元素。金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中時，X溶解，Z極上有氫氣放出；若電解Y2+和Z2+共存的溶液時，Y先析出；又知M2+的氧化性強于Y2+。則這四種金屬的活動性由強到弱的順序為（）A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>MC.M>Z>X>Y D.X>Z>M>Y5.隨著人們生活質(zhì)量的提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是（）A.利用的電池外殼的金屬材料B.防止電池中的汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染C.不使電池中滲泄的電解質(zhì)溶液其他物品D.回收其中的石墨電極6.氯鋁電池是一種新型的燃料電池，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，試回答下列問題：⑴通入氯氣的電極是極（填“正”或“負”），電極反應(yīng)