4.1.1 原电池的工作原理 微讲小本-【赢在微点】轻松课堂2023.2024学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019,不定项）

　　▶导语:化学能与电能的相互转化是通过氧化还原反应在一定的装置中实现的,化学能转化为电能的装置是原电池,电能转化为化学能的装置是电解池,原电池和电解池都以发生在电子导体和离子导体接触界面上的氧化还原反应为基础,这也是研究化学能与电能相互转化规律的核心问题。 要点概括与学法引导 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,能正确判断原电池的正极和负极,会书写其电极反应式,通过对常见化学电源的分析,建立对原电池过程系统认识的思维模型,提高对原电池本质的认识。 建立电解过程的思维模型,理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理,理解电解的规律,判断电解的产物,书写电解的电极反应式和总反应式。 通过实验科学探究金属腐蚀的本质及原因,认识金属腐蚀的主要类型,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。 第四章　化学反应与电能 第一节　原电池 第1课时　原电池的工作原理 学习目标 核心素养 1.了解原电池工作原理及构成条件。 2.正确书写电极反应式和电池反应方程式。 3.能设计简单原电池。 1.宏观辨识与微观探析: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,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。 课前预习新知 　 知|识|梳|理 知识点　原电池的工作原理 锌铜原电池装置如图所示。 1.有关的实验现象。 (1)锌片逐渐溶解,铜片逐渐加厚变亮,硫酸铜溶液颜色变浅。 (2)电流表的指针发生偏转。 (3)将盐桥取出,电流表指针回到零点。 2.电极名称和电极反应。 (1)锌电极为负极,发生氧化反应,电极反应式是Zn-2e-Zn2+。 (2)铜电极为正极,发生还原反应,电极反应式是Cu2++2e-Cu。 (3)电池总反应的离子方程式是Zn+Cu2+Zn2++Cu。 3.电子流动方向和离子移动方向。 (1)电子流动方向:电子由锌电极经过导线流向铜电极,电流由铜电极流向锌电极。 (2)离子移动方向。 硫酸锌溶液中:Zn2+向盐桥移动; 硫酸铜溶液中:Cu2+向铜极移动; 盐桥中:K+移向正极区(CuSO4溶液),Cl-移向负极区(ZnSO4溶液)。 4.原电池构成的条件。 (1)具有两个活泼性不同的电极。 (2)合适的电解质溶液。 (3)形成闭合回路。 (4)能自发地发生氧化还原反应。 【微思考】　盐桥的作用是什么? 提示:①离子在盐桥中能定向移动,通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来,形成闭合回路,保持盐桥两边电解质溶液呈电中性。 ②可以提高化学能转化为电能的效率。 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 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。 (×) 课堂互动探究 　 探究一　原电池的工作原理 1.原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)。 (1)电子移动方向:从负极流出沿导线流入正极,电子不能通过电解质溶液。 (2)若有盐桥,盐桥中的阴离子移向负极区,阳离子移向正极区。 2.原电池中正、负极判断方法。 【例1】　结合下图判断,下列说法正确的是 (　　) 甲 乙 A.装置甲和装置乙中负极反应均是Fe-2e-Fe2+ B.装置甲和装置乙中正极反应均是O2+2H2O+4e-4OH- C.装置甲和装置乙中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动 D.放电过程中,装置甲左侧烧杯和装置乙右侧烧杯中溶液的pH均增大 解析　装置甲中Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-Zn2+;装置乙中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,A项错误。装置甲中Fe作正极,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-;装置乙中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,B项错误。装置甲盐桥中阳离子向左侧烧杯移动,装置乙盐桥中阳离子向右侧烧杯移动,以保持烧杯中电解质溶液呈电中性,C项错误。装置甲左侧烧杯中Fe电极反应生成OH-,装置乙右侧烧杯中Cu电极反应消耗H+,故两烧杯中溶液的pH均增大,D项正确。 答案　D 【变式训练】 1.(双选)如图为锌铜原电池装置,下列有关描述正确的是　 (　　) A.铜片和锌片不能互换位置 B.若缺少电流计,则不能产生电流 C.盐桥可用吸有KNO3溶液的滤纸条代替 D.Zn发生氧化反应,Cu发生还原反应 解析　若铜片和锌片互换位置,则铜片