1.2.1 原电池的工作原理-【帮课堂】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（苏教2019选择性必修1）

第二单元 化学能与电能的转化 第1课时 原电池的工作原理 目标导航 课程标准 课标解读 1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，能量的变化遵循能量守恒定律。 2．了解原电池的工作原理。 3．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 4．掌握原电池反应方程式和电极反应式的书写。 1.电池中产生电流的宏观现象，可以通过微观探析来辨识。(宏观辨识与微观探析) 2．联系化学反应中能量转化，预测在一定条件下某种物质可能发生的化学变化。(科学态度与社会责任) 3．认识科学探究是进行科学解释和发现、创造应用的科学实践活动。(科学探究与创新意识) 知识精讲 知识点01 铜锌原电池的工作原理 1．原电池的概念 原电池是利用将化学能转化为电能的装置。 2．铜锌原电池 （1）【实验探究】 【实验1】向CuSO4溶液中加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度。 【实验2】将用导线与电流计相连接的锌片和铜片分别插入ZnSO4和CuSO4溶液中，将盐桥插入两只烧杯的电解质溶液中，观察实验现象；取出盐桥，再观察实验现象。 实验现象 实验结论 实验1 溶液的温度升高 Zn与CuSO4溶液反应放出热量 实验2 插入盐桥：①锌片溶解，铜片加厚变亮 ②CuSO4溶液的颜色变浅 ③电流计指针发生偏转 有电流产生 取出盐桥：电流计指针不发生偏转 无电流产生 （2）结论：实验1的能量变化的主要形式为化学能转化为热能；实验2的能量变化的主要形式为化学能转化为电能。 （3）铜锌原电池的工作原理 Zn片为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，反应类型是氧化反应。 Cu片为正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，反应类型是还原反应。 总反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu 电子的流动方向：Zn片→导线→铜片。 盐桥中K+移向CuSO4溶液，Cl-移向ZnSO4溶液。 【即学即练1】铜—锌原电池工作时，下列叙述正确的是(　　) A．正极反应为Zn-2e-===Zn2+ B．电池反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu C．在外电路中，电子从正极流向负极 D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 答案：B 解析：Zn为负极，A项错；在外电路中电子从负极流向正极，C项错；盐桥中的K+应移向正极所在的CuSO4溶液，D项错。 知识点02 原电池的工作原理 1．原电池的构成 （1）半电池 原电池由两个半电池组成，半电池包括电极材料和电解质溶液。 （2）电极材料 一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属（或导电的非金属）作正极。 （3）形成闭合回路 两个半电池通过盐桥和导线连接，形成闭合回路。 两个隔离的半电池通过盐桥连接起来，盐桥中通常是装有含KCl饱和溶液的琼脂。 2．原电池的工作原理 （1）一般，原电池反应为自发的氧化还原反应，且ΔH<0。 （2）半反应：负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。 （3）电子流向：电子由负极经导线流向正极。 （4）离子流向：盐桥中的阳离子流向正极，阴离子流向负极。 （5）盐桥的作用： ①将两个半电池隔开，提高电池效率。 ②连接两个半电池，保持溶液的电中性，形成闭合回路。 【即学即练2】如图所示进行实验,下列说法不正确的是(　　) A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转 D．装置乙中负极的电极反应式：Zn-2e-===Zn2+ 答案：B 解析：A项，装置甲的锌片与稀硫酸反应生成氢气，装置乙的锌、铜和稀硫酸构成原电池，在铜片产生气泡，正确；B项，甲装置把化学能转化为热能，乙装置把化学能转化为电能，不正确；C项，装置乙形成原电池，正确；D项，装置乙形成原电池,锌为负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，正确。 知识点03 设计简单的原电池 【实验探究】根据离子反应Cu2++Fe=Cu+Fe2+设计一个原电池。 （1）画出原电池构造示意图，指出正负极。 （2）写出原电池的电极反应式 负极：Fe-2e-=Fe2+ 正极：Cu2++2e-=Cu 【即学即练3】选择合适的电极材料和电解质溶液，将氧化还原反应2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2设计成原电池，要求写出正负极反应式，并画出带盐桥的装置图，并在装置图上标明正负极材料和电解质溶液。 答案：负极反应式：Cu-2e-===Cu2+ 正极反应式：2Fe3++2e-=2Fe2+ 装置图：（如图） 能力拓展 考法01 原电池的工作原理 1．原电池的工作原理 （1）电极反应及反应类型 负极：失去电子，发生氧化反应； 正极：得到电子，发生还原反应。