高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 第1课时 原电池的工作原理学案（选修4）-人教版高中选修4化学学案VIP免费

原电池的工作原理[核心素养发展目标]1.宏观辨识与微观探析：以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。一、原电池的工作原理1．原电池的构造与工作原理铜锌原电池如图所示，请回答下列问题：(1)有关的实验现象①锌片逐渐溶解，铜片逐渐加厚变亮，硫酸铜溶液颜色变浅；②电流计的指针发生偏转，装置中的能量变化是化学能转化为电能。(2)电极名称和电极反应①锌电极为负极，发生氧化反应，电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋；②铜电极为正极，发生还原反应，电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu；③电池总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。(3)电子流动方向和电流方向①外电路：电子由锌电极经过导线流向铜电极，电流由铜电极经导线流向锌电极；②内电路：阳离子移向铜电极(正极)，阴离子移向锌电极(负极)。(4)原电池构成的条件：具有活动性不同的两个电极，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液或熔融电解质中，且能自发地发生氧化还原反应。下列图示装置能形成原电池的是AD。(1)原电池原理是将氧化反应和还原反应分开进行，还原剂在负极上失去电子发生氧化反应，电子通过导线流向正极，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。(2)原电池工作原理示意图例1由原电池相关知识判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应(×)(2)原电池中电流的方向是负极→导线→正极(×)(3)原电池中负极发生的反应是还原反应(×)(4)铜锌原电池中电子由锌电极经过溶液流向铜电极(×)(5)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极(√)(6)铜、锌与硫酸组成的原电池中，锌为负极，质量减少，铜为正极，质量不变(√)思维启迪——原电池正极和负极的判断判断依据正极负极电极材料不活泼金属或非金属活泼金属电子流向电子流入电子流出电极反应还原反应氧化反应电极常见现象电极增重或产生气体电极减轻离子移向阳离子移向阴离子移向相关链接(1)在原电池中，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。如果给出电池总反应，可以直接根据元素化合价的升降来判断。(2)在判断原电池正、负极时，不要只考虑金属活泼性的相对强弱，还要考虑其能否与电解质溶液发生氧化还原反应。①镁、铝和稀盐酸构成的原电池中，镁作负极，铝作正极；若把稀盐酸换为氢氧化钠溶液，则铝作负极，镁作正极。②铝、铜和氢氧化钠溶液构成的原电池中，铝作负极；若把氢氧化钠溶液换为浓硝酸，则铜作负极。2．盐桥原电池(或双液原电池)按下图所示装置完成实验，并回答下列问题：(1)实验过程中，能观察到的实验现象：①锌片逐渐溶解，铜片逐渐加厚变亮；②电流计指针发生偏转；③硫酸铜溶液的颜色变浅。(2)离子移动方向①硫酸锌溶液中：Zn2＋向盐桥移动；②硫酸铜溶液中：Cu2＋向铜极移动；③盐桥中：K＋移向正极区(CuSO4溶液)，Cl－移向负极区(ZnSO4溶液)。(3)若取出装置中的盐桥，电流计的指针是否还会发生偏转？不偏转，原因是取出盐桥，该装置不能构成闭合回路，不能形成原电池。原电池中盐桥的作用(1)构成闭合回路，形成原电池。(2)避免电极与电解质溶液直接反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。(3)盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使电解质溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。相关链接(1)简单铜锌原电池与盐桥原电池的比较实验装置实验步骤将铜片和锌片用导线连接，并在中间串联一个电流计；平行插入盛有1mol·L－1CuSO4溶液的烧杯中，观察现象①用一个充满电解质溶液的盐桥，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流计，观察现象；②取出盐桥，观察现象实验现象电流计指针偏转①电流计的指针发生偏转；②取出盐桥，电流计的指针回到原点电极变化锌片逐渐溶解，铜片上有红色固体析出①左边烧杯中的锌片逐渐溶解，右边烧杯中的铜片上有红色固体析出；②取出盐桥，铜...