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第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
学习目标 核心素养
1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
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.变化观念与平衡思想: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。
2.宏观辨识与微观探析:电池负极失去电子经导线传到正极,电流表指针偏转说明形成原电池,电池宏观现象通过微观探析辨别。
第1课时 原电池的工作原理
一、原电池的概念及形成条件
1.概念
将化学能转化为电能的装置。
化学能
电能
第1课时 原电池的工作原理
2.形成条件
(1)能自发进行的氧化还原反应。
(2)两个活泼性不同的能导电的电极。
(3)电解质溶液或熔融电解质。
(4)形成闭合回路。
氧化还原
活泼性
电解质
闭合回路
第1课时 原电池的工作原理
二、原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)
装置示意图
现象 锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质生成, 电流表的指针发生偏转
逐渐溶解
有红色物质生成
发生偏转
第1课时 原电池的工作原理
续表
电极材料 锌片 铜片
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
负极
正极
失
得
流出
流入
氧化
还原
第1课时 原电池的工作原理
电极反应式 Zn-2e-Zn2+ Cu2++2e-Cu
总反应离
子方程式 Zn+Cu2+Zn2++Cu
Zn-2e-Zn2+
Cu2++2e-Cu
Zn+Cu2+Zn2++Cu
第1课时 原电池的工作原理
三、盐桥及其作用
1.成分
含KCl饱和溶液的琼胶。
2.离子移动方向
Cl-移向负极区,K+移向正极区。
3.作用
将两个半电池形成通路,使氧化还原反应持续进行,并保持两溶液的电中性。
负
正
第1课时 原电池的工作原理
1.下列关于铜锌原电池(如图所示)的说法正确的是 ( )
A.Zn是负极,发生还原反应
B.Cu是负极,发生氧化反应
C.铜片上有气体逸出
D.电子由铜片通过导线流向锌片
答案 C
第1课时 原电池的工作原理
2.下列示意图中能构成原电池的是 ( )
答案 B
第1课时 原电池的工作原理
要点一 原电池的工作原理
1.含有盐桥的原电池,如果撤去盐桥,还有电流吗?
提示:若撤去盐桥,则不能构成闭合回路,不能形成原电池,因此不再有电流。
2.活泼性强的金属一定作负极吗?
提示:不一定。例如Mg-Al-H2SO4溶液构成的原电池中,Mg为负极,而在Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极。
第1课时 原电池的工作原理
1.原电池的工作原理简图
第1课时 原电池的工作原理
[特别警示]
电子及离子的移动
(1)电子移动方向:从负极流出沿导线流入正极,电子不能通过电解质溶液。
(2)若有盐桥,盐桥中的阴离子移向负极区,阳离子移向正极区。
(3)若有交换膜,离子可选择性通过交换膜,如阳离子交换膜,阳离子可通过交换膜移向正极。
第1课时 原电池的工作原理
2.原电池中正负极的判断方法
第1课时 原电池的工作原理
3.电极反应式书写的一般步骤
第1课时 原电池的工作原理
[例1] (2022·山东宁阳一中高二月考)如图所示,下列叙述正确的是 ( )
A.电子从银电极经导线流向铜电极
B.工作一段时间后,右烧杯中的Cu2+浓度减小
C.工作一段时间后,左烧杯中的Ag+浓度减小
D.将AgNO3溶液更换为Fe(NO3)3溶液,电流计指针反向偏转
第1课时 原电池的工作原理
[解析] Cu为负极,Ag为正极,电子从负极Cu经导线流向正极Ag,故A错误;Cu为负极,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,工作一段时间后,右烧杯中的Cu2+浓度增大,故B错误;Ag为正极,电极反应式为2Ag++2e-2Ag,工作一段时间后,左烧杯中的Ag+浓度减小,故C正确;将AgNO3溶液更换为Fe(NO3)3溶液,Cu仍为负极,电流计指针偏转方向不变,故D错误。
[答案] C
第1课时 原电池的工作原理
1.关于锌铜原电池装置(如下图所示),下列分析正确的是 ( )
A.一段时间后两烧杯中c(Zn2+)、c(Cu2+)均减小
B.原电池工作时,Cu电极流出电子,发生反应:Cu-2e-Cu2+
C.原电池工作时,Zn电极发生还原反应:Zn2++2e-Zn
D.原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu
第1课时 原电池的工作原理
解析 Zn为负极,反应为Zn-2e-Zn2+,溶液中Zn2+浓度增大,A错误;Cu为正极,工作时电子流入,反应为