专题1第2单元 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（苏教版2020）

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 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、实验探究锌与硫酸铜溶液反应中的能量转化 1．实验1：锌与硫酸铜溶液的反应 实验操作 实验现象 能量转化 向一只烧杯中加入1.0 mol·L－1 CuSO4溶液30 mL，再加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度的变化 锌粉表面析出红色固体，温度计的示数升高 化学能转化为热能 2.实验2：“双液”原电池的反应原理 实验操作 实验现象 能量转化 向两只烧杯中分别加入30 mL 1.0 mol·L－1 CuSO4溶液和30 mL 1.0 mol·L－1 ZnSO4溶液，将用导线与电流计连接的锌片和铜片分别插入ZnSO4和CuSO4溶液中，将盐桥两端分别插入两只烧杯内的电解质溶液中，观察现象。取出盐桥，再观察实验现象 锌片逐渐溶解，铜片逐渐增厚，电流计指针发生偏转。取出盐桥，电流计指针不偏转 化学能转化为电能 实验测得1 mol 金属锌与硫酸铜溶液完全反应放出216.81 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216.81 kJ·mol－1。 二、“双液”原电池的工作原理及形成条件 1．“双液”铜锌原电池的工作原理 (1)负极变化：锌片为负极，Zn失去电子，被氧化成Zn2＋进入ZnSO4溶液，锌片逐渐溶解，电极反应式为Zn－2e—===Zn2＋。 (2)正极变化：铜片为正极，锌片上释放的电子经过导线流向铜片，CuSO4溶液中的Cu2＋从铜片上得到电子，被还原成金属铜并沉积在铜片上，电极反应式为Cu2＋＋2e—=== Cu。 (3)盐桥变化：在反应中，盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，使两电解质溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行而不断产生电流。 铜锌原电池中发生的电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu(写离子方程式)。 2．“双液”原电池的形成条件 原电池由两个半电池组成，即负半池和正半池。半电池包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥连接起来，形成闭合回路。 [注意]　盐桥中通常是装有含KCl饱和溶液的琼脂， 离子在盐桥中能移动。 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．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项中的反应是复分解反应，不能设计成原电池。] 3．下图是盐桥中吸附有饱和KCl溶液的原电池示意图。下列说法错误的是(　　) A．该原电池的负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ B．电子流向：Cu棒→盐桥→Pt棒→电流表→Cu棒 C．甲烧杯溶液中的c(NO)逐渐减小 D．盐桥中的钾离子移向甲烧杯 B　[Cu比Pt活泼，则Cu作原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu—2e—===Cu2＋，A正确；电子只能在电极和导线中移动，不能进入电解质溶液，故电子流向为Cu棒→电流表→Pt棒，B错误；Pt电极是正极，电极反应式为NO＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O，反应消耗NO，则甲烧杯中c(NO)逐渐减小，C正确；盐桥中阳离子向正极移动，则K＋移向甲烧杯，D正确。] 学习任务一　原电池的形成及工作原理 阅读教材P16～17，结合下图所示“双液”铜锌原电池装置，交流讨论。 1．金属锌、铜的活动性与电池的正、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，电子在导线中的移动方向是怎样的？阴离子和阳离子在电解质溶液中的