(教案)第4章 第1节 第1课时 原电池的工作原理-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

第一节　原电池 第1课时　原电池的工作原理 学习任务目标 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，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应，培养学生宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想的化学核心素养。 2．认识化学能与电能的相互转化，建立对电化学过程的系统分析思路，提高学生对化学本质的认识。 1．原电池是化学能转化为电能的装置。 2．原电池的构成条件：①两个活泼性不同的电极；②闭合回路；③电解质溶液。 3．右图装置中，负极为锌，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；正极为铜，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。电子从锌流向铜。 一、原电池的工作原理 1．工作原理(以锌铜原电池为例) (1)实验现象 ①电流表指针发生偏转。 ②锌片逐渐溶解。 ③铜片上有红色物质沉积。 ④将盐桥取出，电流表指针回到零点。 (2)工作原理 电极 Zn电极 Cu电极 电极名称 负极 正极 得失电子 失电子 得电子 电子流向 流出 流入 反应类型 氧化反应 还原反应 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 电池反应方程式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 2．原电池的构成条件 (1)两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。 (2)将电极插入电解质溶液(一般和负极反应)。 (3)用导线或盐桥将电极连成闭合回路。 (4)能自发地发生氧化还原反应。 二、原电池的设计 1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。 2．外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化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、阳离子作定向移动。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)原电池中外电路电子流动的方向是正极流向负极，溶液中阳离子向正极移动。 (×) (2)锌铜原电池中若将铜片抽走，则不会发生反应。 (×) (3)铜、锌、稀硫酸构成的原电池，铜片是阳极，锌片上有气泡产生。(×) (4)所有化学反应的化学能均能直接转变成电能。 (×) 2．某原电池装置如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) (盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液) A．Fe作正极，发生氧化反应 B．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变 C．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑ D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大 D　解析：该装置是原电池。A项，在该原电池中Fe作负极，发生氧化反应；B项，工作一段时间后，左边的烧杯中会含有大量的Fe2＋，溶液的pH减小，右边烧杯中的H＋不断放电产生氢气，因此烧杯中溶液pH会逐渐增大；C项，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋；D项，工作一段时间后，左侧烧杯中由于Fe2＋不断进入溶液，根据溶液呈电中性原则，盐桥中的Cl－会进入该烧杯溶液中，则该烧杯溶液中c(Cl－)增大。 3．为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置。 按要求完成以下填空： (1)此装置工作时，可以观察到的现象是_____________________________ _______________________________________________________________， 电池总反应为__________________________________________________。 (2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成______，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。 (3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO向________移动，硫酸铜溶液中SO向________移动。 (4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。在工作时，K＋移向________。 解析：该装置为锌铜原电池，总反应为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。电池工作时，观察到①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③铜片上有红色物质析出。其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中SO向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO向盐桥移动，而盐桥中的K＋向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl－向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路。 答案：(1)电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu　(2)锌半电池　铜半电池　(3)锌电极　盐桥 (4)离子　正极区(CuSO4溶液) 探究原电池的构成与工作原理 1789年，意大利生理学家伽法尼在一次解剖青蛙时，把铜钩钩着的青蛙腿挂在阳台的铁栏杆上，偶然发现蛙腿每次接触铁栏杆就会抽搐一次。经