1.2.1 原电池的工作原理-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（鲁科版2019选择性必修1）鲁琼word

第2节　化学能转化为电能——电池 第1课时　原电池的工作原理 【课程标准要求】　 1．了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．能分析、解释原电池的工作原理；并能设计简单的原电池。 3．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.探秘铜锌原电池 (1)两种装置 单液原电池 双液原电池 实验装置 实验现象 ①电流计指针偏转 ②锌片逐渐溶解 ③铜片增厚 ①电流计指针发生偏转。 ②锌片逐渐溶解。 ③铜片上有红色物质沉积。 ④将盐桥取出，电流表指针回到零点，锌片不再溶解 (2)铜锌原电池的电极 电极 Zn电极 Cu电极 电极名称 负极 正极 得失电子 失电子 得电子 电子流向 流出 流入 反应类型 氧化反应 还原反应 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (3)盐桥 盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶，离子在其中自由移动。 【微自测】 1．下列描述中，正确的画“√”，错误的画“×” (1)原电池工作时，正极表面一定有气泡产生(×) (2)铜锌原电池，负极发生还原(×) (3)铜锌原电池中，负极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu(×) (4)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(×) (5)铜锌原电池中，因为有电子通过电解质溶液，形成闭合回路，所以有电流产生(×) 二、原电池的工作原理 1.原电池的定义 把化学能转化变为电能的装置。 2．原电池的构成条件 (1)两个活泼性不同的导体作电极； (2)电极材料均插入电解质溶液中； (3)能形成闭合回路； (4)能自发发生氧化还原反应。 3．原电池的工作原理 (1)电子流向：由负极经导线流向正极(填“正”或“负”)。 (2)离子流向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 (3)原电池电极反应和电池反应 ①在电池中，氧化反应和还原反应在两个电极分别进行，分别相当于氧化还原反应的一半，这种反应称为半反应。在电极上进行的半反应叫做电极反应。 ②电池的两个电极反应组成的总反应，叫做电池反应。 【微自测】 2．下列装置中，能构成原电池的是(　　) 答案　D 一、原电池的工作原理及应用 ———————【活动探究】———————— 铜锌原电池 1．上图(a)装置中外电路中电子如何移动？溶液中离子如何移动？ 提示：负极锌失去电子沿着导线流到铜电极；溶液中Cu2＋向正极(铜电极)移动，SO向负极(锌电极)移动。 2．装置(b)中电子和离子如何移动？ 提示：锌电极失去电子，沿着导线流向铜电极；左边烧杯中硫酸根移向锌极，Zn2＋向右侧移动；右边烧杯中Cu2＋移向铜电极，硫酸根向左侧移动；盐桥中的K＋向右侧移动，Cl－向左侧移动。 3．装置(a)和(b)中，锌极和铜极分别做什么极？发生的氧化还原类型是否相同？ 提示：两装置中锌电极均是负极，发生氧化反应；铜电极均是正极，发生还原反应。 ———————【核心归纳】——————— 1．原电池工作原理图示 2．原电池原理的应用 (1) 设计原电池 以自发进行的氧化还原反应为基础来设计原电池，首先，把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个反应，从而确定电极反应；其次，以两电极反应原理为依据，确定电极材料和离子导体；最后，用导线连接构成闭合回路。 ①两个电极必须均能导电。 ②设计原电池时，若氧化还原反应中无明确的电解液，可用水做电解液，但为了增强其导电能力，往往向其中加入少量强碱或强酸。 (2)比较金属活动性强弱 (3)加快氧化还原反应的速率 例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。 ——————【实践应用】——————— 1．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡。b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为(　　) A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a 答案　B 解析　原电池中，活泼金属做负极，失去电子。a、b相连时a为负极，a＞b；c、d相连时c为负极，c＞d；a、c相连时，c极上产生大量气泡，c为正极，a＞c；b、d相连时，b为正极，d＞b。由此可得金属活动性：a＞c＞d＞b。 2．依据氧化还原反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。 请回答下列问题： (1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是________。 (2)银电极的电极反应式是_____________