第4章 第1节 第1课时 原电池的工作原理（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学 选择性必修1（人教版2019 不定项版）

第一节　原电池 第1课时　原电池的工作原理 课程标准 核心素养目标 1．了解原电池的工作原理。 2．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 1．科学探究与创新意识：通过原电池实验，认识电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电池构成的四要素，能设计简单的原电池。 2．证据推理与模型认知：在分析锌铜原电池的过程中，逐渐建立原电池的系统分析思路，建构原电池装置的思维模型。 [对应学生用书P101] 一、原电池及构成条件 1．定义：将化学能转化为电能的装置称为原电池。 2．构成条件 二、原电池的工作原理 1．实验探究锌铜原电池(教材实验4－1) 实验 装置 实验 步骤 (1)将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象；(2)取出盐桥，观察电流表的指针有何变化 实验 现象 (1)电流表的指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色固体析出；(2)取出盐桥，电流表的指针回到零点 2.锌铜原电池的工作原理分析 电极 变化 负极 在ZnSO4溶液中，负极一端的Zn失去电子变成Zn2＋进入溶液，电子由负极通过导线流向正极 正极 在CuSO4溶液中，正极一端的Cu2＋得到电子变成Cu沉积在铜片上 离子 移动 盐桥 Cl－移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，使氧化还原反应持续进行，锌铜原电池得以不断地产生电流 工作 原理 负极 Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) 正极 Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu ◆名师点拨 (1)原电池可看作由两个半电池组成，一个发生氧化反应，另一个发生还原反应。 (2)原电池构成的四个基本要素：①电极反应；②电极材料；③离子导体；④电子导体。 ◆拓展延伸 (1)盐桥的组成：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，琼脂不流出，离子可在其中自由移动。 (2)盐桥的作用：①平衡电解质溶液中的电荷，起导电作用，形成闭合回路；②避免电极与电解质溶液直接接触，减少电流的衰减。 ◆要点图解 原电池的工作原理示意图如下图所示： [对应学生用书P102] 探究一　探究原电池的构成及工作原理 原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。某学习小组利用反应Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2设计原电池装置如图所示，探究原电池的构成及工作原理，盐桥中装有含KNO3饱和溶液的琼脂。 [问题设计] (1)判断该原电池的正极和负极，并写出电极反应式。 提示：负极是Cu：Cu－2e－===Cu2＋；正极是Ag：2Ag＋＋2e－===2Ag。 (2)判断盐桥中K＋和NO的移动方向，并指明外电路中电子的流向。 提示：盐桥中K＋向AgNO3溶液移动，NO向CuSO4溶液移动；电子的流向：Cu电极→电流表→Ag电极。 (1)原电池中正极和负极的判断方法 (2)原电池的工作原理 【例1】 (2023·辽宁省协作校高二联考)反应Zn(s)＋Cu2＋(aq)===Zn2＋(aq)＋Cu(s)设计成如图所示的原电池，下列叙述正确的是(　　) A．KNO3盐桥中的K＋移向Zn(NO3)2溶液 B．Cu作负极，Zn作正极 C．工作一段时间后，Zn(NO3)2溶液中c(Zn2＋)增大 D．取出盐桥后，电流表的指针依然发生偏转 C　解析：Zn→Zn2＋，发生氧化反应；Cu2＋→Cu，发生还原反应，推测Zn为负极，Cu为正极，故KNO3盐桥中的K＋向Cu(NO3)2溶液移动，A、B错误；工作过程中，Zn―→Zn2＋，故Zn(NO3)2溶液中c(Zn2＋)增大，C正确；取出盐桥后，不能构成闭合回路，不是原电池，电流表指针不发生偏转，D错误。 解答本题的思路如下： (1)判断电极反应，确定电极名称：Zn―→Zn2＋，发生氧化反应；Cu2＋―→Cu，发生还原反应。 (2)依据原电池的工作原理，推测盐桥中的K＋的移动方向及Zn(NO3)2溶液中c(Zn2＋)增大。 1．(2023·牡丹江高二质检)锌铜原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是(　　) A．原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu B．电池工作时，导线中电子流向为Zn→Cu C．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋，发生还原反应 D．电池工作时，盐桥中的K＋向右侧烧杯移动，Cl－向左侧烧杯移动 C　解析：原电池Ⅰ和Ⅱ中，Zn为负极，Cu为正极，CuSO4为电解质溶液，工作原理都是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，A正确；在