4.1.1 原电池的工作原理 导学案 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

班级： 姓名： 小组： 2022-2023 第一学期高二 化学导学案 课题：4-1原电池（第1课时 原电池的工作原理） 【素养目标】 课标要求 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,认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。 1．以锌铜原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，培养宏观辨识与微观探析的能力。 2．通过对锌铜原电池工作原理的分析，建立对电化学过程的系统分析思路，培养证据推理与模型认知的意识。 【重点难点】了解原电池的工作原理，电极反应式的书写及双液盐桥电池的设计。 【学习过程】 1、 单液原电池原理 1、概念：把 能转化为 能的装置。 2、构成要素： (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 。 (3) 溶液或 电解质。 (4)自发的 反应。 3、原电池工作原理示意图： 4、 原电池正、负极的判断 判断方法 负极 正极 ①电极材料 ②通入物 ③两极反应类型 ④电子流向(或电流方向) ⑤离子流向 ⑥电极质量变化 ⑦有无气泡 【注意】(1)金属的活动性受所处环境的影响。如Mg、Al的活动性：在中性或酸性溶液中活动性Mg＞Al；而在碱性溶液中，Al可以与OH－反应，而Mg不反应，所以Mg与Al用导线连接后放入NaOH溶液中，Al是负极，Mg是正极。 (2)Fe、Cu相连，浸入稀HNO3中，Fe作负极；浸在浓HNO3中，Cu作负极(Fe发生钝化)。 【课堂练习1】判断下列说法是否正确。 (1)原电池中电流的方向是负极→导线→正极(　　) (2)原电池中负极发生的反应是还原反应(　　) (3)锌铜原电池中电子由锌电极经过电解质溶液流向铜电极(　　) (4)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极(　　) (5)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属(　　) 【课堂练习2】如下图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(　　) A.外电路的电流方向为：X→外电路→Y B.若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn C.若两电极都是金属，则它们的活动性为X>Y D.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 【实验】单液铜锌原电池实验探究 理论上的现象 实验观察到的现象 【思考】分析产生上所述现象的原因，如何解决？ 2、 双液原电池原理 【实验】双液锌铜原电池实验探究 【思考】有盐桥存在为什么能产生持续稳定的电流？ 1、盐桥的作用及优点 a．组成：将热的饱和 或 琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。 b．作用： 1、使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。(离子通路） 2、平衡电荷。（离子库，可以源源不断的供给需要的离子） c．优点：使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动，使原电池能持续、稳定地产生 。 【课堂练习3】用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有含KCl饱和溶液的琼胶）构成一个原电池（如下图）。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　) ①在外电路中,电子由铜电极流向银电极 ②正极反应为Ag++e- = Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应 与该原电池反应相同 A.只有①② B.①②④ C.只有②③ D.①③④ 2、盐桥变膜-离子交换膜电池 离子交换膜简介：离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。 分类：阳离子交换膜 、阴离子交换膜 、质子交换膜。 【课堂练习4】 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（SO42-） 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 三、原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性 的金属，正极一般是活动性较弱的金属(