第1章 第2节 第1课时 原电池的工作原理(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

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 学业质量水平 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．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 1．分析化学能与电能相互转化的原理及在生产和生活中的应用。(水平3) 2．能依据化学变化中能量转化的原理，提出利用化学变化实现能量贮存和释放的有实用价值的建议。(水平4) 一、原电池的构成 1．概念：将化学能转化为电能的装置称为原电池。 2．构成：原电池的构成条件：①电极(活泼性不同的金属或金属与石墨等)；②电解质溶液(或熔融)；③形成闭合回路；④自发氧化还原反应。铜锌原电池装置如图所示： 二、原电池的工作原理 1．“双液”原电池的构成 (1)Zn|ZnSO4溶液形成负极(填“正极”或“负极”，下同)，Cu|CuSO4溶液形成正极。 (2)中间通过盐桥相连接，形成闭合回路。 2．工作原理 (1)锌原子失去电子被氧化成Zn2＋进入溶液，锌片上的电子通过导线流向铜片。 (2)CuSO4溶液中的Cu2＋在铜片上获得电子，被还原成铜沉积在铜片上。 (3)盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，使氧化还原反应持续进行，锌铜原电池得以不断地产生电流。 (4)两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成闭合回路，使两个电极反应持续进行，发生有序的电子定向转移过程，产生电流。 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)原电池中，负极金属材料失电子，发生氧化反应(　√　) (2)“双液”原电池中，盐桥中阳离子向负极移动，阴离子向正极移动(　×　) (3)铜锌原电池中，电子由锌电极经导线流向铜电极，再经电解质溶液流回锌电极(　×　) (4)原电池放电时，电流方向由电源的负极流向正极(　×　) (5)“双液”原电池取出盐桥后，电流计的指针回到零点(　√　) 2．(教材改编题)下列化学反应中，不能设计为原电池的是(　　) A．Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu B．Fe＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑ C．CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O D．Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2 C　[能设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应，C项中反应是复分解反应，不能设计成原电池。] 学习任务一　原电池的构成及工作原理 阅读教材P12～13，结合下图中“双液”铜锌原电池装置，交流讨论。 1．金属锌、铜的活泼性与电池的正、负极有什么关系？ 提示　金属锌比铜活泼，形成原电池时，锌作负极，铜作正极。 2．铜锌原电池工作时，锌片、铜片分别发生怎样的变化？ 提示　Zn失去电子变成Zn2＋，进入溶液，锌片逐渐溶解；Cu2＋得到电子变成Cu沉积在铜片上。 3．铜锌原电池工作时，电子在导线中的运动方向是怎样的？阴离子和阳离子在电解质溶液中的运动方向是怎样的？ 提示　电子由锌片经导线流向铜片；在电解质溶液中，阴离子向负极(锌片)移动，阳离子向正极(铜片)移动。 4．盐桥的作用是什么？盐桥中阴、阳离子的运动方向是怎样的？ 提示　盐桥的作用是连接内电路，形成闭合回路，平衡电荷，使原电池不断产生电流；盐桥中阴离子(Cl—)向负极移动，阳离子(K＋)向正极移动。 1．原电池的构成条件 (1)具有活泼性不同的两个金属电极，或者是金属与石墨构成的两个电极。 (2)电解质溶液(或熔融)：根据电极的性质选择合适的酸、碱或者盐作为电解质溶液或熔融电解质，以利于电极发生化学反应。电解质溶液的作用：一是参与氧化还原反应，二是在溶液中构成闭合回路，起导电的作用。 (3)形成闭合回路：外电路有导线导电，内电路有电解质溶液或熔融电解质和电极导电(有时两个电极直接接触可以省略外部导线)。 (4)能自发地发生氧化还原反应(有明显电流产生时需具备此条件)。 2．原电池的工作原理(以铜锌原电池为例) 1．某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的装置，下列说法正确的是(　　) A．Zn为负极，发生还原反应 B．石墨电极上发生的反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋ C．电子流动方向为石墨电极→电流表→锌电极 D．盐桥中K＋向ZnCl2溶液移动，Cl－向FeCl3溶液移动 B　[由电池总反应可知，Zn发生氧化反应生成ZnCl2，则Zn为负极，A错误。石墨电极是正极，Fe3＋发生还原反应生成Fe2＋，电极反应式为Fe3＋＋e—===Fe2＋，B正确。原电池中电子由负极流出经导线流向正极，则电子流动方向为锌电极→电流表→石墨电极，C错误。电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故盐桥中K＋向FeCl3溶液移动，Cl—向ZnCl2溶液移动，D错误。] 2．铜锌原电池装置如图所示，其中阳离子