2019-2020版化学同步新导学案鲁科选修4(课件 讲义 精练）：第1章第3节　化学能转化为电能--电池 (共16份打包)

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 [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．原电池的构成与工作原理 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锌片溶解，铜片加厚变亮，CuSO4溶液的颜色变浅。 ②检流计的指针发生偏转，该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＋===Cu＋Zn2＋。 (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，电流由铜电极流向锌电极； ②内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 (4)原电池构成的条件：活泼性不同的两个电极，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。 原电池原理示意图 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(√) 考点　原电池的工作原理 题点　原电池相关知识的判断 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锌片溶解，铜片加厚变亮； ②检流计指针发生偏转； 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，检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，并在中间串联一个检流计；平行插入盛有1 mol·L－1 CuSO4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，并在中间串联一个检流计，观察现象； ②取出盐桥，观察现象 实验现象 检流计 指针偏转 ①检流计的指针发生偏转； ②取出盐桥，检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，铜片上不再有固体析出，锌片也不再溶解 电极反应 铜片：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 锌片：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) 电池总反应：Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋ (2)原电池原理中的注意事项 ①只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池，将化学能转化为电能。 ②电解质溶液中阴、阳离子的定向移动与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。 ③原电池中电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。 ④原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。 例2　关于下图所示的原电池，下列说法正确的是(　　) A．电子从锌电极通过检流计流向铜电极 B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移 C．铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑ D．取出盐桥后，检流计指针仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变 答案　A 解析　锌片做负极，铜片做正极，电子从负极流向正极，A选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，检流计指针不偏转，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。 考点　原电池的工作原理 题点　盐桥原