第4章第1節(jié)-原電池(第1課時-原電池的工作原理)(學(xué)生版)

《2021-2022學(xué)年高二化學(xué)同步精品學(xué)案（新人教版選擇性必修1）》第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)原電池第1課時原電池的工作原理一、原電池的工作原理【實驗探究】〔實驗4-1〕1、將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個鹽橋連接起來，然后將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接，并在中間串聯(lián)一個電流表，觀察現(xiàn)象。電池名稱單液電池雙液電池（鹽橋電池）實驗裝置實驗現(xiàn)象電流表電極變化電流變化一段時間后，電流逐漸衰減產(chǎn)生的電流持續(xù)、穩(wěn)定微觀探析鋅片的Zn失去電子形成進(jìn)入溶液，質(zhì)量減輕；電子通過導(dǎo)線傳遞到銅片上形成電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)；溶液中的在銅片獲得電子變成沉積在銅片上，質(zhì)量增加。符號表征電極反應(yīng)式Zn片：（反應(yīng)）Cu片：（反應(yīng)）電池總反應(yīng)能量轉(zhuǎn)換能轉(zhuǎn)化為能〔注意〕原電池輸出電能的能力，取決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力。2、鹽橋（1）什么是鹽橋：裝有含溶液的瓊膠，膠體不移動，離子可在其中自由移動。（2）取出鹽橋，電流表的指針有何變化？（3）鹽橋的作用：結(jié)合単液電池和雙液電池的電流變化和取出鹽橋后的現(xiàn)象分析①形成；②平衡，溶液呈電中性（Cl－移向溶液，K＋移向溶液）；【深度思考】結(jié)合兩個裝置的不同，分析電流為什么有不同的特點?！舅伎寂c討論】請結(jié)合雙液電池繪制反映原電池工作原理的示意圖。示意圖要求包括以下內(nèi)容:（1）注明原電池的組成。（2）標(biāo)明氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域。（3）標(biāo)明電子的運(yùn)動方向和陰離子、陽離子的遷移方向?！纠斫鈶?yīng)用】依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Cu＋2Ag＋Cu2＋＋2Ag設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題：（1）電極X的材料是________________，電解質(zhì)溶液Y是____________。（2）銀電極的電極反應(yīng)式是_____________________________；X電極的電極反應(yīng)式是_____________________________。（3）外電路中的電子是從________極流向________極。（4）該原電池的正極是____________，還可以選用__________________等材料。二、原電池的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)的速率：實驗室制H2時，粗鋅與稀硫酸反應(yīng)比純鋅快，或向溶液中滴入幾滴CuSO4溶液，也能加快反應(yīng)速率。2．比較金屬的活動性強(qiáng)弱：一般原電池中，活潑金屬做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑金屬做正極，發(fā)生還原反應(yīng)。3．設(shè)計原電池：理論上，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計成原電池?！绢A(yù)習(xí)檢驗】1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)（1）原電池中電流的方向是負(fù)極→導(dǎo)線→正極()（2）原電池中負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)()（3）銅鋅原電池中電子由鋅電極經(jīng)過溶液流向銅電極()（4）在原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極()（5）原電池的正極一定是化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬()2．有A、B、C、D四塊金屬片，進(jìn)行如下實驗，據(jù)此判斷四種金屬的活動性順序是()①A、B用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞DC．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A3．下列有關(guān)圖甲和圖乙的敘述不正確的是()A．均發(fā)生了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程B．Zn和Cu既是電極材料又是反應(yīng)物C．工作過程中，電子均由Zn經(jīng)導(dǎo)線流向CuD．相同條件下，圖乙比圖甲的能量利用效率高4．某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)Zn＋2FeCl3ZnCl2＋2FeCl2，設(shè)計了如圖所示的原電池裝置，下列說法正確的是()A．Zn為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B．b電極反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－2Fe2＋C．電子流動方向是a電極→FeCl3溶液→b電極D．電池的正極材料可以選用石墨、鉑電極，也可以用銅5．圖甲和圖乙均是雙液原電池裝置。下列說法不正確的是()A．甲中電池總反應(yīng)的離子方程式為Cd(s)＋Co2＋(aq)Co(s)＋Cd2＋(aq)B．反應(yīng)2Ag(s)＋Cd2＋(aq)Cd(s)＋2Ag＋(aq)能夠發(fā)生C．鹽橋的作用是形成閉合回路，并使兩邊溶液保持電中性D．乙中有1mol電子通過外電路時，正極有108gAg析出6．將等質(zhì)量的兩份鋅粒a、b分別加入過量的稀硫酸中，同時向a中加少許膽礬晶體，下列各圖表示產(chǎn)生氫氣的體積V/(L)與時間t/(min)的關(guān)系正確的是()ABCD7．如圖是某同學(xué)設(shè)計的原電池裝置，（1）電極Ⅰ上發(fā)生________(填反應(yīng)類型)，作________(填電極名稱)。（2）電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為___________________________________________。（3）該原電池的總反應(yīng)式為________________________________________________。（4）鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊膠，其作用是________。8．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計成如圖所示的原電池。請回答下列問題：（1）反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為____________。甲中石墨電極上發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_______________________。（2）電流表讀數(shù)為0時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時在甲中加入FeCl2固體，則乙中的石墨作________(填“正”或“負(fù)”)極，該電極的電極反應(yīng)式為_______________________________。9．常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入電解質(zhì)A的溶液中組成原電池，如圖1所示：圖1圖2（1）若A為稀鹽酸，則Al片作________極，該電極的電極反應(yīng)式為______________________________，Cu片電極反應(yīng)式為__________________________________________。（2）若A為NaOH，則Al片作________極，該電極的電極反應(yīng)式為________________________。（3）若A為濃硝酸，測得原電池的電流強(qiáng)度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。0～t1s時，原電池的負(fù)極是________，正極的電極反應(yīng)式為___________________