第1章 第2节 第1课时 原电池的工作原理(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（鲁科版2019 SHD版）

第2节 化学能转化为电能——电池 第一课时　原电池的工作原理 一、铜锌原电池实验探究 实验装置图 [微思考] 盐桥电池中，盐桥的作用是什么？若将盐桥撤出，电流表的指针是否发生偏转？ 提示：盐桥相当于原电池的内电路，属于离子导体，若将盐桥撤出，电流表的指针不再发生偏转。 [微提醒] 盐桥原电池特点 两个烧杯中液体靠盐桥连接，且电极材料与相应容器中的电解质溶液的阳离子相同。 实验现象 电流表指针发生偏转，锌片质量减少，铜片质量增加 实验分析 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn片 Cu片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由锌片沿导线流向铜片 离子移向 阴离子向负极迁移；阳离子向正极迁移 总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 装置的 不同点 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 二、原电池的工作原理 定义 把化学能转化为电能的装置 [微点拨] 原电池原理中“闭合回路”的含义 电极名称及反应类型 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 构成条件 工作原理 ①外电路中电子由负极流向正极； ②内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极； ③电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化 三、电极反应与电池反应 电极反应 定义 每个电极或是发生失去电子的变化——氧化，或是发生获得电子的变化——还原，分别相当于氧化还原反应的一半，这种反应常称为半反应。在电极上进行的半反应叫作电极反应 [微辨析] 电极反应与电池反应 原电池正、负两极的电极反应在得失电子数相等的情况下加和即得总反应(合二为一)；反之，总反应减去其中的一极反应可得另一极反应(一分为二)。 表达 电极上物质的变化情况以及电子的转移情况可以用电极反应式表示 电池反应 在电池中，正极上得电子的数目和负极上失电子的数目相等。电池的两个电极反应组成电池的总反应，这个总反应叫作电池反应 　　　　　　　　　　　　　　　 [新知探究(一)] 原电池的工作原理 [探究活动] 为探究原电池工作原理及电极的判断，某实验小组的同学进行相同电极材料、不同电解质溶液电池反应的比较： 1．甲池中负极材料是什么？电子向哪个电极移动？电解质溶液中氢离子向哪个电极移动？电池工作时有什么现象？ 提示：甲池中镁片为负极，电池工作时电子由镁电极流出经导线向铝电极移动，电解质溶液中氢离子向铝片移动，因此甲池出现的现象为镁片溶解，铝片上冒气泡。 2．乙池中负极材料是什么？电子向哪个电极移动？电解质溶液中钠离子向哪个电极移动？电池工作时有什么现象？ 提示：乙池中铝片为负极，电池工作时电子由铝电极流出经导线向镁电极移动，电解质溶液中钠离子向镁片移动，因此乙池出现的现象为铝片溶解，镁片上冒气泡。 3．请你写出甲、乙两池内发生的电池反应式及Al电极的反应式。 提示：甲池： Al电极：2H＋＋2e－===H2↑； 电池反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。 乙池： Al电极：Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－； 电池反应：2Al＋2OH－＋6H2O===3H2↑＋2[Al(OH)4]－。 4．判断原电池正、负极的最根本依据是什么？ 提示：原电池原理从本质上讲是氧化还原反应，故判断正、负极根本依据：发生氧化反应(失电子)的一极是负极；发生还原反应(得电子)的一极是正极。 [生成认知] 1．原电池的工作原理(以铜锌原电池为例) 2．原电池正负极的判断 3．原电池电极反应式书写的一般步骤 [跟踪训练] 1.某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是(　 ) A．a和b连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b用导线连接后，电流由铜电极经导线流向铁电极 解析：选A　a和b不连接时，Fe和Cu2＋直接发生氧化还原反应，铁片上会有金属铜析出，A项错误；若a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁为负极，铜为正极，电极反应式分别为Fe－2e－===Fe2＋、Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确；由对选项A、B的分析可知，选项C是正确的；在原电池中，电流应由正极流出，经导线流向负极，D项