第4章 第1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（人教版2019）

第一节原电池 第1课时　原电池的工作原理 原电池概念 利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置 [微点拨] 盐桥的作用 ①形成闭合回路。 ②保持溶液呈电中性，使原电池反应持续。 [随笔] ———————————————————— 原电池的 构成条件 ①两个活泼性不同的电极，较活泼的做负极；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 原电池 工作原理 装置 现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转 电极名称 Zn电极—负极 Cu电极—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 电极反应式 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu ———————[新知探究(一)]———————————————————————— 原电池的工作原理 ————————————————————————— [探究活动] 某小组设计如图装置(盐桥中盛有浸泡了KNO3溶液的琼脂)研究电化学原理。 1．Mg、Ag分别作什么电极？写出两电极反应式和原电池总反应式。 提示：Mg作负极，Mg－2e－===Mg2＋，Ag作正极，2Ag＋＋2e－===2Ag，总反应式：Mg＋2Ag＋===2Ag＋Mg2＋。 2．装置中，盐桥中的K＋、NO的迁移方向是什么？ 提示：K＋移向正极(或AgNO3溶液)，NO移向负极[或Mg(NO3)2溶液]。 3．外电路中电子流向是什么？ 提示：从Mg电极流出，通过外电路移向Ag电极。 [生成认知] 1．原电池的工作原理示意图 2．原电池中电子及离子的移动 电子移 动方向 从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液 离子移 动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子只能在电解质溶液中移动，不能在导线上移动 若有 盐桥 盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区 若有 交换膜 离子可选择性通过交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极 3.判断原电池正、负极的5种方法 [跟踪训练] 1.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　 ) A．Zn作为原电池的负极发生还原反应 B．电子从锌片经电解质溶液流向铜片 C．电池工作一段时间后，乙池的溶液质量增大 D．电池工作一段时间后，甲池的c(Zn2＋)增大 解析：选C　在Zn、Cu和硫酸铜构成的原电池中。锌为负极，发生失去电子的氧化反应，A错误；原电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，电子不能进入溶液中，B错误；锌为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，铜为正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池转移1 mol Zn2＋到乙池，则乙池有1 mol Cu析出，但1 mol Zn2＋的质量大于1 mol Cu的质量，所以乙池的溶液质量增大，C正确；原电池工作时，由于阳离子交换膜的作用，内电路中阳离子Zn2＋由负极Zn移向正极Cu，所以甲池的c(Zn2＋)几乎不变，D错误。 2．下面是利用盐桥电池从某些含碘盐中提取碘的两个装置，下列说法中不正确的是(　 ) A．两个装置中石墨Ⅰ和石墨Ⅲ作负极 B．碘元素在装置①②中都被氧化 C．①中MnO2的电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O D．反应①、②中生成等量的I2时，导线上通过的电子数之比为1∶5 解析：选B　装置①中MnO2作正极，石墨Ⅰ作负极，装置②中石墨Ⅲ作负极，故A正确；装置①中碘离子失电子被氧化，装置②中碘酸钠得电子被还原，故B错误；装置①中MnO2作正极，电极反应式对，故C正确；反应①中，碘元素由－1价升高为0价，生成1 mol碘单质转移2 mol电子，反应②中，碘元素由＋5价降低为0价，生成1 mol碘单质转移10 mol电子，反应①、②中生成等量的I2时，导线上通过的电子数之比为1∶5，故D正确。 ———————[新知探究(二)]————————————————————— 原电池原理的应用 ————————————————————————— [典例导引] [典例]　设计原电池Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，在方框中画出能形成稳定电流的原电池形式的装置图(标出电极材料、电解质溶液)。 负极：________，电极反应：__________________________________________________； 正极：________，电极反应：_________________________________________________。 [解析]