内容正文:
2023版化学·选择性必修1
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
化学能
电能
溶解
红色物质
偏转
Cu
×
×
×
√
×
高效课时(一) 原电池的工作原理
课程标准解读
核心素养解读
1.能分析、解释原电池的工作原理,能设计简单的原电池。
2.能正确判断原电池的电极并书写电极反应式。
3.了解盐桥电池的工作原理,知道盐桥电池与普通原电池的区别。认识化学能转化成电能的实际意义及其重要应用
1.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。培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2.进一步理解化学能与电能的相互转化,并能理解带有盐桥原电池的实用性。培养“变化观念与平衡思想”的核心素养
高效导学第一步 预习新知,落实必备知识
【教材基点梳理】
1.原电池的概念
利用氧化还原反应原理将_______转化为_____的装置。
2.原电池的构成条件
3.原电池的工作原理(以ZnCu原电池为例)
装置示意图
注:盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂
现象
锌片
逐渐______
铜片
有__________生成
电流计
指针发生______
微观
探析
负极
Zn失去电子形成________进入溶液
正极
Cu2+获得电子变成____沉积在铜片上
Zn2+
电子或
离子移
动方向
电子
沿导线由负极流向正极
离子
Cl-移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液
电极反
应及总
反应
负极
Zn-2e-===Zn2+(氧化反应)
正极
Cu2++2e-===Cu(还原反应)
总反应
___________________________
Zn+Cu2+===Zn2++Cu
【基础正误辨析】
1.原电池中负极发生的反应是还原反应( )
2.若将盐桥换成铜导线,铜线和盐桥的作用相同( )
3.原电池的两个电极可以都是铁电极( )
4.在原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极( )
5.原电池工作时电流由负极流向正极( )
高效导学第二步 课堂探究,培优关键能力
突破点一 | 原电池的工作原理
【要点培优】
1.原电池的工作原理示意图
2.原电池中盐桥的作用
(1)通过离子在盐桥中的定向移动,使隔离的电解质溶液连接起来,可使电流持续传导。
(2)使用盐桥将两个半电池完全隔开,使副反应减至最低程度,可以获得单纯的电极反应,有利于最大限度地将化学能转化为电能。
3.原电池中电子及离子的移动
(1)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。
(2)离子移动方向
①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。
②若有盐桥,盐桥中的阴离子移向负极区,阳离子移向正极区。
③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,阴离子不能通过阳离子交换膜。
4.判断原电池正、负极的5种方法
5.原电池电极反应式书写的一般步骤
[思考] 1.在判断原电池的正负极时,活泼电极一定是负极吗?
提示:不一定。电极的正负除与金属的活动性有关外,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。
2.秋冬季节,“暖宝宝”是人们的最爱。“暖宝宝”的主要成分有铁粉、水、活性炭、蛭石、吸水性树脂、盐等,采用的是铁的“氧化放热”原理,使其发生原电池反应,其中该原电池的正负极材料分别是什么?电解质溶液是什么?
提示:铁粉与活性炭分别作为原电池的负极和正极,食盐水作为电解质溶液。
【应用培优】
1.(2022·山东济宁高二检测)铜锌原电池(如图所示)工作时,以下说法正确的是( )
①电子流动方向:Zn→灯泡→Cu→盐桥
②Zn电极的质量减小,Cu电极的质量增大
③盐桥中的K+移向CuSO4溶液
④将锌片浸入硫酸铜溶液发生的化学反应与该电池反应相同,为Zn+Cu2+===Zn2++Cu
⑤Zn电极失电子发生还原反应
A.①②③
B.②③⑤
C.②③④
D.③④⑤
解析:选C。Zn的金属活动性强于铜,锌电极是负极,铜电极是正极,但电子不能通过盐桥传递,①错误;锌是负极,锌电极质量减小,铜离子放电析出铜,铜电极质量增大,②正确;铜电极是正极,在溶液中,阳离子向正极移动,K+移向CuSO4溶液,③正确;电池总反应和将锌片溶入硫酸铜溶液发生的化学反应相同,为Zn+Cu2+===Zn2++C