专题1 第二单元 第1课时 原电池的工作原理(讲义)-【红对勾讲与练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1(苏教版)

专题1　化学反应与能量变化　　　　　　　 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 核心素养发展目标:1.宏观辨识与微观探析：以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度分析理解原电池的工作 原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。 2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电 能的相互转化，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。 原电池工作原理 1.实验探究:锌和硫酸铜溶液反应中的能量 转化 操作 向一只烧杯中加入1.0 mol·L-1 CuSO4 溶液约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 现象 Zn逐渐 ,有 物质生成,溶液 温度 ,颜色 能量转化 化学能转化为 微观探析 Zn把电子直接传递给Cu2+,离子方程式: 2.实验探究:铜锌原电池的构造与工作原理 装置 示意图 实验现象 锌片 ,铜片上有红色固体生成,质 量 ,溶液颜色 ,电流计指针发 生 ,用温度计测量两烧杯溶液的温 度几乎不变 能量转化 化学能转化为 微观探析 在硫酸锌溶液中,负极一端的 失去 电子被氧化成 进入溶液 在硫酸铜溶液中,正极一端的 获得 电子被还原成 沉积在铜片上 续表 电子或 离子移 动方向 (1)导线(外电路)中,电子从 片( 极)移向 片( 极); (2)盐桥(内电路)中的 移向ZnSO4 溶 液, 移向CuSO4 溶液 工作原理 负极: ( 反应) 正极: ( 反应) 总反应: 3.盐桥原电池工作原理 (1)定义:原电池是将 转化为 的装置。 (2)电极名称及电极反应 ①负极:发生 反应, 电子。 ②正极:发生 反应, 电子。 (3)构造 ①两个半电池; ②电极材料(两种金属或一种金属和一种能 导电的非金属)和 溶液。 ③两个隔离的半电池通过 连接起来。 (4)盐桥的作用 ①形成 ; ② ; ③避免电极与电解质溶液直接反应,相比单液 原电池有利于最大程度地将化学能转化为电能。 1.盐桥的作用是什么? 提示: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 019 2.原电池如何产生电流? 提示: 原电池原理的应用 1.比较金属活动性强弱 对于酸性电解质,一般是负极金属的活动性 ,正极金属的活动性 。 例如:a和b两种金属,用导线连接后插入稀 硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生, 则a为 极,b为 极,金属活动性: a b。 2.加快氧化还原反应的速率 构成原电池的反应速率比直接接触的反应 速率 。 3.设计原电池 (1)理论上,任何自发的 反应都可以 设计成原电池。 (2)外电路: 性较强的物质在负极上 失去电子, 性较强的物质在正极上 得到电子。 (3)内电路:将两电极浸入电解质溶液中,阴、 阳离子作 移动。 1.在原电池中,金属活动性强的电极一定作负 极吗? 提示: 2.实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气。 (1)若纯锌与粗锌(含Fe、C等)分别与同浓度 的稀硫酸反应制取氢气,哪种方法产生氢气 的速率快? 提示: (2)若用纯锌与稀硫酸反应,常向溶液中滴入 几滴硫酸铜溶液,为什么? 提示: 3.根据反应 HCl+NaOH􀪅􀪅NaCl+H2O是 放热反应,能设计成原电池吗? 为什么? 提示: 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 1.下列关于原电池的叙述中错误的是 ( ) A.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生 氧化反应 B.原电池是将化学能转变为电能的装置 C.构成原电池的正极和负极必须是两种不同 的金属 D.原电池放电时,在外电路电子的流动方向 是从负极到正极 2.下列各组装置中能形成原电池的是 ( ) A B C D 3.如图是铜-锌原电池示意图。下 列有关该原电池的描述中正确 的是 ( ) A.锌片作正极,不断溶解 B.铜片作负极,有气泡产生 C.负极反应:Zn2++2e-􀪅􀪅Zn D.正极反应:2H++2e-􀪅􀪅H2↑ 4.根据化学方程式所表示的氧化还原反应设计 一个原电池:Fe+H2SO4􀪅􀪅H2↑+FeSO4。 (1)装置采用烧杯和盐桥,画出此原电池的装 置图。