第六章 第一节 第3课时　设计原电池　化学电源-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一化学必修第二册 同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019，双选）

第3课时　设计原电池　化学电源 [课程标准]　1.会设计简单的原电池。　2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。　3.掌握构成电池的要素，了解不同电极材料对电池性能的影响。　4.能正确书写简单化学电源的电极反应式。 知识点一　设计原电池 1．依据 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 2．设计思路 (1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。 (2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。 还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)； 氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。 (3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 (4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 3．实例 (1)水果电池 ①水果电池中，水果的作用是提供电解质溶液。 ②水果电池中，选择电极材料时应注意两电极不能相同，其中有一电极为活泼金属如Al、Fe等，另一电极可以是Cu片或石墨棒等。 (2)已知确定的氧化还原反应设计原电池：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例 电极反应 电极材料及电解质 装置图 【微自测】　理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋”设计一个原电池。 回答下列问题： (1)选用 为负极，选择依据是 。 (2)正极材料可选用 ，选择依据是 。 (3) 溶液作电解质溶液。 (4)写出电极反应式。 正极： ， 负极： 。 (5)该原电池中电子从 极流出，电解质溶液中的阳离子(Fe3＋)移向 极。 答案：(1)铁　固体铁单质能导电，可被电解质溶液中的Fe3＋氧化为Fe2＋ (2)铜(或石墨)　铜(或石墨)的还原性比铁弱，且为能导电的固体　(3)FeCl3[或Fe2(SO4)3] (4)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Fe－2e－===Fe2＋ (5)铁(或负)　铜或石墨(或正) 同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中：对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。 提出问题：影响自制电池效果的因素有哪些？ 查阅资源：电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。 实验探究：按如图连接水果电池。 实验记录如下： 序号 电极 电极间距 水果种类 电流表示数(μA) ① Cu-Al 2.0 cm 西红柿 78.5 ② Cu-Fe 2.0 cm 西红柿 70.3 ③ Al-Al 2.0 cm 西红柿 0 ④ Cu-Al 2.0 cm 柠檬 45.7 学生用书↓第56页 ⑤ Cu-Al 1.0 cm 柠檬 98.4 ⑥ 石墨棒-Al 1.0 cm 柠檬 104.5 (1)实验①②③的目的是什么？ (2)对比实验①②③得出的结论是什么？ (3)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比哪几组实验？对比④⑤得出的结论是什么？ (4)对比实验①②③可知构成水果电池的电极必须具备的条件是什么？构成水果电池的其他要素还有哪些？ 提示：(1)探究电极材料对电池效果的影响。 (2)在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好。 (3)①④。在其他条件相同时，电极间距越小，电流越大，电池效果越好。 (4)两极金属活动性不同。能发生自发的氧化还原反应，形成闭合回路，有电解质溶液。 1．某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是(　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Cu Zn HCl B Zn Cu CuSO4 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn ZnCl2 C　[将Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu拆开两个半反应：氧化反应(负极反应)：Zn－2e－===Zn2＋。还原反应(正极反应)：Cu2＋＋2e－===Cu。则电池的负极是Zn，正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属，电解质溶液中含Cu2＋。] 2．利用下列化学反应能设计成原电池的是(　　) A．CH4＋2O2CO2＋2H2O B．CaCO3＋2HCl===C