内容正文:
化学(加工制造类)
1.1 原电池
专题一 电化学基础与金属防护
1.能从原子的结构和组成出发,初步
学习目标
与核心素养
【学习目标】
1.了解原电池的组成,认识原电池的工作原理,知道电极反应及电池总反应;
2.通过原电池构成条件的实验探究,初步建立原电池的理论模型;
3.感受原电池的应用价值,通过自行设计简单的原电池,增强创新意识
【核心素养】
1.通过观察与认知、实验与探究等环节,培养学生宏观辨识与微观探析、现象观察与规律认知等化学学科核心素养;
2.通过查阅资料、了解生活中的新型电池、化学与强盛中国,培养学生科学态度和社会责任等化学学科核心素养
情境导入
生活中的电池
①具有活泼性不同的两个电极
②具有电解质溶液
③两电极之间能形成闭合回路
④装置能自发进行氧化还原反应
1.原电池定义:
将化学能转化为 的装置。
2.原电池的构成条件:
利用能 的 反应,
电能
自发进行
氧化还原
一、原电池的工作原理
取两只烧杯,编为1号、2号,分别向两只烧杯中加入一定量的稀硫酸。
(1)将锌片和铜片平行插入1号烧杯,观察铜片和锌片上发生的现象。
(2)将锌片和铜片用导线连接,并在导线中间接入电流计。
将锌片和铜片平行插入2号烧杯,观察接触稀硫酸前、后,电流计指针,铜片和锌片上发生的现象。
观察与认知
一、原电池的工作原理
现象
①1号烧杯中,铜片上无气泡,锌片上有气泡(H2)产生。
②2号烧杯中,导线连接的锌片和铜片,未接触稀硫酸之前,电流计指针无偏转。
当锌片和铜片浸入稀硫酸,电流计指针发生明显偏转。随着反应进行,锌片溶解,铜片上有气泡产生。
一、原电池的工作原理
一、原电池的工作原理
在氧化还原反应中,失去电子的反应为氧化反应,得到电子的反应为还原反应。
锌片上失电子发生氧化反应,铜片上得电子发生还原反应。
Zn - 2e-==Zn2+(氧化反应)
2H+ + 2e- = H2↑(还原反应)
电子从锌片通过导线流向铜片,电子的定向流动产生了电流。
通过氧化还原反应把化学能转化为电能的装置称为原电池。原电池也称为化学电源。
·原电池中的三个方向:
原电池中的三方向
电子流向
电子由负极流出,经导线流向正极
电流方向
离子移动方向
由正极流出,
经导线流向负极
溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动
1.判断下列原电池的负极材料是什么?
a极 b极 电解质溶液 负极
Al Fe 稀盐酸
Al Mg 稀H2SO4
Al Mg 浓HNO3
Al Cu 浓HNO3
Al Mg NaOH溶液
Fe C CuSO4
Al
Mg
Mg
Cu
Al
Fe
要点一 · 原电池正负极的判断
知识点一 · 原电池的概念及构成(理解为主)
负极
电极名称
正极
活泼性较强的金属
电极材料
活泼性较弱的金属
流出电子的一极
电子流向
发生氧化反应
反应类型
流入电子的一极
发生还原反应
阴离子移向的一极
离子流向
阳离子移向的一极
溶解的一极
实验现象
增重或有气泡放出
负失氧,正得还
要点二 · 原电池中电极反应式的书写
(1)确定正负极和在正负极上反应的物质
(4) 注意酸性介质或碱性介质
负极:
正极:
失去电子,发生氧化反应
(2)确定得失电子的数目与生成微粒
(3)完全电离的物质以离子形式表示
(5)写总方程式时注意电子得失守恒
总反应:
即: 负极与电解质溶液反应
得到电子,发生还原反应
要点二 · 原电池中电极反应式的书写
练一练
1.写出铜锌-硫酸铜溶液原电池的电极反应和总反应以及反应现象
CuSO4 (aq)
Cu
负极: ;
正极: ;
总反应式: 。
Zn
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
反应现象:负极锌片溶解,正极铜片有红色固体析出
思考探究
反应一段时间后,锌片上也有红色固体析出,为啥呢?
二、原电池的组成
遥控器、计算器等安装电池时,需按照电池盒上标记的“+、-”放入电池,电池有正、负极。对于原电池,电流从铜片流向锌片,正、负极如何确定?
二、原电池的组成
规定
负极
正极
电子流出(或电流流进)的一极
电子流进(或电流流出)的一极
在原电池中活泼金属一般作负极,不活泼金属或非金属导体作正极。
如图T1-1-3所示,
(a)烧杯中装有ZnSO4溶液和锌片,
(b)烧杯中装有CuSO4溶液和铜片。用导线连接锌片和铜片,并在导线中间接入电流计。
观察铜锌原电池中锌片和铜片上发生的反应现象。