11第四章 第一节 原电池（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【精讲精练】人教版

第一节　原电池 第1课时　原电池的工作原理 学习目标 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。 知识点一　原电池工作原理 1．原电池 2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例) 装置图 电极名称 负极 正极 电极材料 __锌__片 __铜__片 电极反应 　Zn－2e－===Zn2＋　 　Cu2＋＋2e－===Cu　 反应类型 __氧化__反应 __还原__反应 电子流向 由__锌__片沿导线流向__铜__片 离子迁移方向 阴离子向__负极__迁移；阳离子向__正极__迁移 电池反应方程式 　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu　 3．原电池形成的条件 (1)闭合回路 (2)两极有电势差——两个活性不同的电极，相对较活泼的金属作__负极__。 (3)__电解质__溶液或__熔融__电解质。 (4)自发的__氧化还原__反应。 [思考探究] 有下图两种装置： 　　 甲　　　　　　　 　乙 (1)在甲装置中，____________电极电势高。 (2)若盐桥是含有KCl的琼胶，则乙装置工作时，Cl－移向____________溶液，K＋会移向____________溶液。把乙装置中的盐桥拿出，电流表指针__________偏转。盐桥的作用是________________________________________________________________________。 (3)甲、乙装置相比，能量利用率较高的是____________，原因为：________________________。 (4)某原电池总反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液吗？ 提示　(1)Cu　(2)ZnSO4　CuSO4　不　平衡电荷，构成闭合回路　(3)乙装置　甲装置中，还原剂Zn与氧化剂CuSO4直接接触，部分化学能转化为热能，造成能量损耗 (4)不可以。因为AgNO3溶液能和KCl溶液反应生成AgCl沉淀，盐桥中可以是装有含琼胶的KNO3饱和溶液。 [归纳提升] 1．原电池的工作原理 2．含盐桥原电池的特点及优点 (1)特点 两个烧杯中液体靠盐桥连接，且电极材料与相应容器中的电解质溶液的阳离子相同。 (2)盐桥的作用 平衡电荷、构成闭合回路，若撤去盐桥或将盐桥换成导线，则不能构成闭合回路，形不成原电池。 (3)优点 含盐桥的原电池与不含盐桥的原电池相比，效率高且电流平稳，放电时间长。 1．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示(　　) A．铜棒的质量　　　　　　　 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO) 解析　C　在正极Cu上溶液中的H＋获得电子变为氢气，铜棒的质量不变，A错误；由于Zn是负极，不断发生反应Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)增大，B错误；由于反应不断消耗H＋，所以溶液中的c(H＋)逐渐降低，C正确；SO不参加反应，其浓度不变，D错误。 2．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　　) A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 解析　C　Cu作正极，电极上发生还原反应，A错误；电池工作过程中，SO不参加电极反应，且阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池中c(SO)不变，B错误；电池工作时，甲池反应为Zn－2e－===Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2＋为65 g，溶液总质量略有增加，C正确；由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，D错误。 知识点二　原电池原理的应用 1．实验室常用粗锌和稀硫酸反应制备H2，不用纯锌的原因是__粗锌中的锌、杂质和稀硫酸构成原电池，加快化学反应速率，而纯锌与稀硫酸反应比粗锌缓慢__。 2．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线相连组成原电池。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极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为__a＞c＞d＞b__。 3．原电池的设计 设计思路 示例 以自发进行的氧化还原反应为基础 2FeCl3＋Cu===2FeCl