(教案)第1章 第2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一(鲁科版2019)

第2节　化学能转化为电能——电池 第1课时　原电池的工作原理 学习任务目标 1．从宏观和微观的角度理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正负极，会书写电极方程式。 2．理解原电池中盐桥的应用，能设计含有盐桥的原电池装置。 1．原电池是一种利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。 2．Zn和Cu形成的原电池如图所示。 则该原电池的负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，外电路中电子移动方向为Zn→Cu，溶液中SO向负极(填“正极”或“负极”)移动。 一、铜锌原电池的实验探究 实验装置 电极 Zn电极 Cu电极 现象 锌片逐渐溶解 铜片上有红色物质沉积 得失电子 失电子 得电子 电极名称 负极 正极 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 总反应 Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu 二、原电池的工作原理 1．原电池 ①定义：能把化学能转化为电能的装置。 ②电极名称及电极反应。 负极：电子流出的一极，发生氧化反应； 正极：电子流入的一极，发生还原反应。 2．原电池的形成条件 (1)一般需要两个活泼性不同的电极。 相对活泼的金属做负极，较不活泼的金属或能导电的非金属做正极。 (2)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。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)原电池电解质溶液中，阳离子移向正极。 (　　) √　提示：原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 (2)原电池中，负极材料一定比正极材料活泼。 (　　) ×　提示：原电池的负极材料不一定比正极材料活泼，如Mg－Al－NaOH(aq)原电池中，Al作负极。 (3)锌与稀硫酸反应时，加几滴硫酸铜溶液，可加快反应速率。 (　　) √　提示：锌与硫酸铜反应置换出的铜附着在锌片上，构成铜锌原电池，加快了反应速率。 (4)所有化学反应的化学能均可转化为电能。 (　　) ×　提示：只有放热的氧化还原反应的化学能才能转化为电能，非氧化还原反应的化学能不能转化为电能。 2．下列反应不可用于设计原电池的是(　　) A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O B．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 A　解析：自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，A为复分解反应。 3．下列装置可以构成原电池的是(　　) C　解析：原电池构成的三个条件：活泼性不同的两个电极、电解质溶液、构成闭合回路；C项满足这三个条件。 原电池的工作原理 观察下面两个原电池装置。 甲　　　　　　　　乙 探究1：打开甲、乙两装置中的K1与K2，检流计及锌片有何现象？ 提示：检流计指针均不发生偏转，甲装置中锌片溶解且有气泡产生，乙装置中锌片上无明显变化。 探究2：闭合K1、K2，甲、乙装置中的检流计、铜片及锌片有何现象？ 提示：检流计指针发生偏转，铜片上均有气泡生成，锌片均溶解。 探究3：乙中盐桥的作用是什么？ 提示：离子在盐桥中能够定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流传导。 探究4：甲、乙两原电池中哪个工作效率高？ 提示：乙电池工作效率高，甲电池中锌片和硫酸电解质溶液直接接触，少量锌会与硫酸直接反应，降低工作效率。 1．如图所示装置，电流表的指针发生偏转，正极变粗，负极变细，符合这种情况的是(　　) A．正极Cu，负极Zn，S为稀硫酸 B．正极Zn，负极Cu，S为CuSO4溶液 C．正极Ag，负极Zn，S为AgNO3溶液 D．正极Fe，负极Cu，S为AgNO3溶液 C　解析：A项，负极Zn会因消耗而变细，但正极氢离子得电子产生氢气，正极不会变粗，错误；B项，组成的原电池Zn应为负极，Cu为正极，错误；C项，负极Zn会因消耗而变细，正极Ag＋得电子产生Ag，附着在Ag电极上而使正极变粗，正确；D项，组成的原电池Fe应为负极，Cu为正极，错误。 2．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示。下列关于该装置的说法正确的是(　　) A．外电路的电流方向为X→外电路→Y B．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁 C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D．X一定为原电池的负极，Y一定为原电池的正极 D　解析：外电路的电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反，A项错误；X极失电子，做负极，X极发生的是氧化反应，Y极发生的是还原反应，C项错误；若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁，B项错误。 3．实验发现