内容正文:
原电池
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1
核心素养发展目标
1.宏观辨识与微观探析:以锌铜原电池为例,从宏观和微观的角度,分析理解原电池的工作原理,能正确判断原电池的正极和负极,会书写其电极反应式。
2.变化观念与平衡思想:进一步理解化学能与电能的相互转化,认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化,并能理解带有盐桥原电池的实用性。
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2
导入新课
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3
电能
化学能
电流
电子的定向移动
电子转移
氧化还原反应
一.原电池构成
学习过程
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2.原电池的形成条件
①自发氧化还原反应。
②活泼性不同的两电极(金属或石墨)
③电解质溶液(熔融电解质、有机电解质、离子导体)
④闭合回路
1.原电池:将化学能转化为电能的装置。
学习过程
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学习过程
未形成闭合回路!
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Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
Zn-2e-=Zn2+
H++2e-= H2
氧化反应
还原反应
负极
正极
阳离子
阴离子
SO42-
发生溶解
产生气泡
原电池总反应:Zn+2H+=Zn2++H2
外电路
内电路
e-
I
二.原电池工作原理
学习过程
H+
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电子不下水,离子不上岸”或“电子走陆路,离子走水路
7
A
B
C
E
F
M
N
下列哪几个装置能形成原电池?
V
X
V
V
X
X
X
巩固练习
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8
以锌片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当导线中通过2 mol电子时,下列说法正确的是( )
A.锌片溶解了1 mol,铜片上析出1 mol H2
B.两极上溶解和析出的物质的质量相等
C.锌片溶解了32.5 g,铜片上析出了1 g H2
D.锌片溶解了1 mol,硫酸消耗了0.5 mol
巩固练习
A
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实验探究
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如何改进缺点?
【深入探讨】
H2SO4
H2SO4
Zn与硫酸溶液直接接触,自放电!
实验探究
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实验探究
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ZnSO4溶液
H2SO4溶液
Zn
Cu
A
盐桥中一般装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻;
胶冻的作用是防止管中溶液流出;
K+和Cl-能在胶冻内自由移动。
盐桥
学习过程
三.双液原电池
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13
SO42-
Zn2+
e-
e-
SO42-
Cu2+
K+
盐桥工作示意图
Cu
Zn
K+
Cl-
K+
Cl-
K+
Cl-
K+
Cl-
K+
Cl-
Cl-
K+
K+
Cl-
K+
K+
K+
Cl-
Cl-
K+
Cl-
Cl-
Cl-
若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀,可用KNO3代替KCl作盐桥。
正
负
三.双液原电池
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14
盐桥的作用:
①隔绝正负极反应物,避免直接接触,电流稳定,且持续时间长,电能转化效率高;
②通过离子的定向移动,构成闭合回路;
③平衡电极区的电荷。
学习过程
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单液
温度
电流
17.3 ℃
0.126A
25 ℃
0.026A
双液
温度
电流
17.3 ℃
0.007A
优点:电流大
缺点:电流不稳定
优点:电流稳定
缺点:电流小
原因:
引入盐桥后
内阻变大
学习过程
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如何改进?
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原电池装置的变化
单液电池
双液电池
H+
离子交换膜电池
学习过程
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学以致用
利用下列试剂与材料,将氧化还原反应
设计成一个带有盐桥的原电池。
试剂:CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液、AgNO3溶液、蒸馏水等。
材料:锌棒、铁棒、铜棒、石墨棒、500mL烧杯2个、盐桥(装有含琼胶的KCl饱和溶液)等。
画出一个符合题目要求的原电池的装置图(标出电解质溶液及外电路中电子流动方向)。
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由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池
学以