高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能——电池 第1课时 原电池的工作原理学案 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学学案VIP免费

第1课时原电池的工作原理学习目标：1.了解原电池的工作原理。(重点)2.能写出电极反应式和电池反应方程式。(重点)3.学会设计简单原电池装置。[自主预习·探新知]1．铜锌原电池实验探究(1)实验装置(2)实验现象检流计指针电极表面变化情况Ⅰ发生偏转锌片质量减少，铜片质量增加Ⅱ发生偏转锌片质量减少，铜片质量增加(3)电极材料及电极反应负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型氧化反应还原反应电池反应Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋电子流向由锌极通过导线流向铜极离子移向阳离子移向正极，阴离子移向负极盐桥作用构成闭合回路，使离子通过，传导电流微点拨：外电路中由电子的定向移动产生电流，而电解质溶液内部只有离子的定向移动，没有电子的移动。2．原电池的工作原理(1)原电池①定义：能将化学能转化为电能的装置。②电极名称及电极反应。负极：电子流出的一极，发生氧化反应；正极：电子流入的一极，发生还原反应。③原电池的构成条件。a．两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。b．将电极插入电解质溶液。c．构成闭合回路。d．能自发发生的氧化还原反应。(2)工作原理外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。[基础自测]1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)(1)所有的氧化还原反应都可以设计成原电池。()(2)原电池中，负极材料一定比正极材料活泼。()(3)原电池工作时，负极发生氧化反应。()(4)原电池中，电流从负极经导线流向正极。()(5)铜锌原电池中，溶液中的阳离子移向锌极。()[提示](1)×自发的氧化还原反应才能设计成原电池。(2)×原电池的负极材料不一定比正极材料活泼，如Mg－Al－NaOH(aq)原电池中，Al作负极。(3)√(4)×原电池中，电流由正极经导线流向负极。(5)×铜锌原电池中，Cu2＋移向铜极。2．如图所示的装置能够组成原电池的是()B[A项，两电极材料相同；C项，不能形成闭合回路；D项，为电解池。][教师备选]下列反应，不可以设计成原电池的是()A．2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2B．NaOH＋HCl===NaCl＋H2OC．2Fe＋3Br2===2FeBr3D．2KMnO4＋5SO2＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4B[NaOH＋HCl===NaCl＋H2O不属于氧化还原反应，故不能设计成原电池。]3．据图分析，下列有关该原电池的叙述正确的是()A．工作时，盐桥中的K＋会移向CuSO4溶液B．取出盐桥后，检流计指针依然发生偏转C．铜电极上有气泡逸出D．反应前后铜电极的质量不变A[在该原电池中，Zn作负极，Cu作正极，阳离子移向正极，A项正确；取出盐桥后，不能构成原电池，故检流计指针不发生偏转，B项错误；Cu电极为正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，无气泡逸出，且铜电极的质量增加，C、D项错误。][合作探究·攻重难]原电池的构成条件1799年，意大利科学家伏特发明了世界上最早的电池——伏特电池。1836年，英国科学家丹尼尔对“伏特电池”进行了改良，制造了一个能稳定工作的铜锌原电池，称为“丹尼尔电池”。其基本构造如图所示。[思考交流]1．该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO通过盐桥移向锌极吗？[提示]该原电池中负极是锌，正极是铜，电子由锌极流向铜极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO不会通过盐桥移向锌极。2．取出盐桥，检流计指针还会偏转吗？[提示]取出盐桥，不能构成闭合回路，检流计指针不会偏转。3．将盐桥改为铜导线连接两种溶液，检流计指针还能偏转吗？[提示]将盐桥改为铜导线连接两种溶液，不能构成原电池，检流计指针不发生偏转。4．根据以上现象分析，盐桥起了什么作用？[提示]盐桥起到了使整个装置构成闭合回路的作用，同时能阻止反应物的直接接触。盐桥中Cl－向ZnSO4溶液迁移，K＋向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。[对点训练]题组一原电池的工作原理1．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C．电...