第1章 第2节 第1课时 原电池的工作原理-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（鲁科版）

第2节　化学能转化为电能——电池 第1课时　原电池的工作原理 新课标要求 素养对接 1.了解原电池的工作原理和构成原电池的条件。 2.能正确书写电极反应式和电池反应方程式。 3.能设计简单的原电池。 1.模型认知：原电池的构成条件和工作原理。 2.创新意识：会设计原电池。 一、探秘铜锌原电池 装置图 相 同 点 实验现象 检流计指针偏转，锌片质量减小，铜片质量增加 电子流向 电子由锌片流向铜片 能量转化 将化学能转化为电能 电极反应及反 应类型 正极：Cu2＋＋2e－===Cu　 还原反应 负极：Zn－2e－===Zn2＋　 氧化反应 总反应方程式 Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu 不 同 点 反应区域 氧化反应和还原反应在同一区域进行 正、负极通过盐桥联系在一起，氧化反应和还原反应在不同区域进行 回路 外电路：电子由锌片经导线流向铜片 内电路：溶液中自由移动离子的定向移动 外电路：电子由锌片经导线流向铜片 内电路：除溶液中离子定向移动外，盐桥起到沟通两个半电池的作用 二、原电池的工作原理 1．定义：把化学能转变为电能的装置。 2．原电池的构成条件 (1)两个活泼性不同的导体作电极； (2)电极材料均插入电解质溶液(离子导体)中； (3)能形成闭合回路； (4)能自发发生氧化还原反应。 3．原电池中带电粒子流向 (1)电子流向：由负极经导线流向正极。 (2)离子流向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 探究任务一　盐桥原电池(或双液原电池) 　1.离子移动方向 (1)硫酸锌溶液中：Zn2＋向盐桥移动； (2)硫酸铜溶液中：Cu2＋向铜极移动； (3)盐桥中：K＋移向正极区(CuSO4溶液)，Cl－移向负极区(ZnSO4溶液)。 2．原电池中盐桥的作用 (1)构成闭合回路，形成原电池。 (2)避免电极与电解质溶液直接反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。 (3)盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。 3．原电池正极和负极的判断依据 判断依据 正极 负极 电极材料 不活泼金属或非金属 活泼金属 电子流向 电子流入 电子流出 电极反应 还原反应 氧化反应 电极常见现象 电极增重或产生气体 电极减轻 离子移向 阳离子移向 阴离子移向 　 如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是(　　) A．Fe是负极，C是正极 B．负极反应式为：Fe－3e－===Fe3＋ C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液 D．电流由石墨电极流向Fe电极 [解析]　Fe与C作为原电池的电极，则Fe是负极，C是正极，A项正确；Fe在负极发生氧化反应生成Fe2＋，B项错误；Fe电极为负极，溶液中的阴离子向负极移动，因此盐桥中的阴离子移向FeCl2溶液，C项正确；电子由Fe电极流向石墨电极，则电流由石墨电极流向Fe电极，D项正确。 [答案]　B 　根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是(　　) A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s) B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq) C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq) 解析：A　根据题图中“＋”或“－”，可确定正极和负极，且金属作电极，故负极金属活动性强于正极金属，结合原电池装置可判断金属活泼性：Cd>Co和Co>Ag，即Cd>Co>Ag。由于金属性Cd强于Ag，则A项反应不可能发生；根据金属活动性顺序，可知后三个离子反应均能自发进行。 探究任务二　设计原电池 [问题探究]　根据电极材料Fe、Cu、石墨，电解质溶液CuCl2溶液、FeCl3溶液、NaOH溶液，选择合适的材料和溶液，运用原电池原理设计实验装置，验证Cu2＋、Fe3＋的氧化性的强弱。 (1)利用哪个反应证明氧化性：Fe3＋>Cu2＋？ (2)请画出相关的原电池装置图(含盐桥)。 我的思考______________________________________________________ 提示：(1)利用反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 　1.设计原电池的思维模型——“两极一液一连线” (1)根据电池总反应写出电极反应式。 (2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料，所以正极和负极不能用同一种材料，两个电极可以是活泼性不同的两种金属，或一种金属和非金属。例如，铜锌原电池中，锌片作电池的负极，铜片作电池的正极。 (3)电解质