高中化学 原电池（基础）知识讲解学案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学学案VIP免费

原电池【学习目标】1、进一步了解原电池的工作原理；2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。【要点梳理】要点一、原电池1、概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。【高清课堂：原电池#原电池的组成条件】2、原电池的构成条件①两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。负极：活泼性强，失去电子发生氧化反应。正极：活泼性弱，溶液中阳离子得到电子发生还原反应。②电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动形成内电路。③导线将两电极连接，形成闭合回路。④有能自发进行的氧化还原反应。要点诠释：a．原电池中，电极材料可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。如图：b．形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。如图：要点二、原电池工作原理的实验探究【高清课堂：原电池#原电池的工作原理】1、实验设计①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。②按照下图组装实验装置，注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。要点诠释：盐桥的作用及优点a．组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。b．作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路。c．优点：使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动，使原电池能持续、稳定地产生电流。2、实验记录电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况(Ⅰ)有电流产生锌片质量减小，同时铜片上有红色物质析出，铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、热能(Ⅱ)有电流产生锌片质量减小，铜片上有红色物质析出，铜片质量增加溶液温度不变化学能转化为电能3、实验分析①对于图甲装置Zn片：Zn－2e－＝Zn2+Cu片：Cu2++2e－＝Cu同时在Zn片上，Zn可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu与ZnSO4，因此该装置中既有化学能转化为电能，同时也有化学能转化为热能。②对于图乙所示原电池锌片：负极，Zn－2e－＝Zn2+(氧化反应)铜片：正极，Cu2++2e－＝Cu(还原反应)总化学方程式：Zn+Cu2+＝Cu+Zn2+4、实验原理分析：(如图所示)要点三、原电池中电荷移动方向在原电池构成的闭合电路中，有电荷的流动；从电路的构成方面来说，有外电路上电荷的流动和内电路上电荷的流动；从电荷的类型方面来说，有电子的流动和阴、阳离子的流动，其中的具体情况见图。要点四、原电池的电极判断要点诠释：活泼金属在原电池中不一定作负极。如Mg—Al—NaOH溶液原电池，活泼性Mg＞Al，但此原电池中Al作负极，Mg作正极。负极反应：Al+4OH－－3e－＝AlO2－+2H2O，正极反应：2H++2e－＝H2↑，总反应：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑。判断一个原电池中的正负极，最根本的方法是：失e－的一极是负极；得e－的一极为正极。要点五、原电池电极反应式的书写1、题目给定图示装置2、题目给定总反应式①分析化合价，确定电极反应物与产物，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的原理，写出正负电极的反应物与产物。②在电极反应式的左边写出得失电子数，并使左右两边电荷守恒。③根据质量守恒定律配平电极反应式。3、几个注意点①负极材料若不与电解质溶液发生反应，则负极失电子，空气中的O2得电子发生还原反应。②电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求，如难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物等均应写成化学式形式。③注意电解质溶液的成分对正负极反应产物的影响。如负极反应生成的阳离子若与电解质溶液的阴离子反应，则电解质溶液的阴离子应写入电极反应式，例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池，负极反应为Fe+2OH－－2e－＝Fe(OH)2。要点六、原电池原理在化学中的应用1、设计原电池从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。关键：电解质溶液：一般能与负极反应。或者溶...