第四章 第一节　第1课时　原电池的工作原理 -【优化探究】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1同步导学案配套教参（人教版，单选）

第一节　原电池 第1课时　原电池的工作原理 　原电池的工作原理 授课提示：对应学生用书第90页 一、实验探究原电池的工作原理(以锌铜原电池为例) 装置示 意图 现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转 电极 Zn电极 Cu电极 电极名称 负极 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 Zn－2e－===Zn2+ Cu2+＋2e－===Cu 总反应 Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu 二、原电池的概念及构成条件 1．概念：将化学能转化为电能的装置。 2．形成条件 (1)能自发进行的氧化还原反应。 (2)两个活动性不同的电极。 (3)电解质溶液。 (4)形成闭合回路。 3．盐桥及其作用 (1)成分：含有KCl饱和溶液的琼脂。 (2)离子移动方向：Cl－移向负极区，K＋移向正极区。 (3)作用：使两个半电池形成通路，使氧化还原反应持续进行，并保持两溶液的电中性。 判断下列说法是否正确，正确的画“√”，不正确的画“×”。 1．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成。(×) 2．电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(√) 授课提示：对应学生用书第91页 问题1：将锌片加入CuSO4溶液中，测量温度的变化，完成以下问题： (1)观察并记录实验现象。 (2)分析发生的反应与实验现象，思考能量的变化情况，并讨论如何设计实验将反应释放的能量转化为电能？ 答案：(1)锌片溶解，表面产生了一层红色的固体物质，溶液颜色变浅，温度升高。 (2)发生的反应为Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，在这个反应中，锌失去的电子，直接给了与它接触的铜离子。溶液温度升高，说明该反应是放热反应，将化学能转化为热能。依据原电池知识，将Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu设计成一个原电池，即可将反应释放出的热能转化为电能。 问题2：(1)实验装置如图Ⅰ所示，观察到的实验现象有哪些？ (2)仔细观察上述实验还会发现Zn片表面也有少量铜析出，这对电流有什么影响？ 答案：(1)①电流表指针发生偏转；②锌片溶解；③CuSO4溶液颜色变浅；④铜片变厚；⑤溶液温度略有升高。 (2)Zn片与CuSO4溶液直接接触，会有铜析出附着在锌片表面，即在负极构成了原电池，电子的流出量减少，电流减弱。这种装置不能得到稳定持续的电流。 问题3：(1)设计能阻止溶液中的Cu2+在负极表面被还原的装置图Ⅱ。 (2)装置图Ⅰ和装置图Ⅱ比较有何区别？ 答案：(1) 　 (2)装置图Ⅰ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。装置图Ⅱ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。 1．原电池工作原理 (1)原理图示 (2)组成原电池的条件 ①活动性不同的两块电极材料(金属和金属或非金属)。 ②电极均与电解质溶液接触。 ③能自发进行氧化还原反应。 ④形成闭合回路。 (3)原电池原理中的注意事项 ①只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池，将化学能转化为电能。 ②电解质溶液中阴、阳离子的定向移动与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。 ③原电池中电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。 ④原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。 2．原电池正、负极的判断方法 (1)一般方法 (2)特殊情况 电极的正负除与金属的活动性有关，还与电解质溶液有关。活泼金属一般作负极，但不是活泼金属一定作负极，如Mg­Al­H2SO4溶液构成的原电池中，Mg为负极，而在Mg­Al­NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极，因为Al可与NaOH溶液反应，而Mg不与NaOH溶液反应。 1．下列关于原电池的叙述错误的是(　　) A．原电池是将化学能转化为电能的装置 B．用导线连接的两种不同金属同时插入液体中，能形成原电池 C．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应 D．在原电池中，电子流入的一极是正极，发生还原反应 解析：A.原电池是将化学能转化为电能的装置，故A正确；B.活动性不同的两种金属(或金属与导电的非金属)、电解质溶液通过形成闭合回路，才能形成原电池，但前提是必须有自发进行的氧化还原反应，故B错误；C.在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应，故C正确；D.在原电池中，电子流入的一极是正极，发生还原反应，故D正确。 答案：B 2．下列装置中能构成原电池的是(　　) 解析：A项，铜棒与锌棒均不与酒精反应，且纯酒精不导电，不能构成原电池，A项不符合题意；B项，石墨与锌棒在稀硫酸溶液中搭接的部分可以形成原电池，B项符