(讲义)第1章 第2节 新知探究课3 原电池的工作原理-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(鲁科版2019)

第2节　化学能转化为电能——电池 新知探究课3　原电池的工作原理 1．能通过铜锌原电池的实验探究活动，了解原电池的工作原理。 2．能写出电极反应式和电池反应式。 3．能利用身边的材料设计简单的原电池。 一、铜锌原电池实验探究 1．装置： 2．实验分析 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2+ Cu2+＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电池反应 Zn＋Cu2+===Cu＋Zn2+ 电子流向 由锌极通过导线流向铜极 离子移向 阳离子移向正极，阴离子移向负极 盐桥作用 构成闭合回路，使离子通过，传导电流 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极。 (　　) (2)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动。 (　　) (3)一般来说，带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池效率高。 (　　) (4)原电池放电时，外电路中电流由负极流向正极。 (　　) [答案]　(1)√ 　(2)×　(3)√ 　(4)× 二、原电池的工作原理 定义 把化学能转化为电能的装置 电极名称及反应类型 负极 电子流出的一极，发生氧化反应 正极 电子流入的一极，发生还原反应 构成 条件 工作 原理 ①外电路中电子由负极流向正极； ②内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极； ③电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化 　下列图示装置能形成原电池的有哪些？ 请分析原因。 提示：根据构成原电池的条件可以判断装置A、D能形成原电池。B装置中两电极相同且没有自发进行的氧化还原反应，C装置中甘油为非电解质，E装置中的两容器没有形成闭合回路。 深度理解原电池工作原理 1．打开甲、乙两装置中的K1与K2, 检流计及锌片有何现象？ 提示：检流计指针均不发生偏转，甲装置中锌片溶解且有气泡产生，乙装置中锌片上无明显变化。 2．闭合K1、K2, 甲、乙装置中的检流计、铜片及锌片有何现象？ 提示：检流计指针均发生偏转，铜片上均有气泡生成，锌片均溶解。 3．甲、乙两原电池中哪个工作效率高？ 提示：乙电池工作效率高，甲电池中锌片和硫酸电解质溶液直接接触，少量锌会与硫酸直接反应，降低工作效率。 1．原电池工作原理示意图 2．原电池正、负极的判断 【例题】　某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置。下列说法正确的是(　　) A．Zn为负极，发生还原反应 B．b电极反应式为2Fe3+＋2e－===2Fe2+ C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极 D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极 D　[根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根据电池总反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－===Zn2+，A、B项错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C项错误；正极材料的活动性应比负极材料的活动性弱，D项正确。] 原电池电极反应式书写的一般步骤 1．如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．电子从银电极经导线流向铜电极 B．工作一段时间后，右烧杯中的Cu2+浓度减小 C．工作一段时间后，左烧杯中的Ag＋浓度减小 D．将AgNO3溶液更换为Fe(NO3)3溶液，电流计指针反向偏转 [答案]　C 2．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A．①②中Mg是负极，③④中Fe是负极 B．②中Mg是正极，电极反应为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe是负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2+ D．④中Cu是正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑ B　[②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓硝酸反应失去电子，因此Cu是负极，A、C错误；②中正极反应为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。] 原电池原理的应用 1．将金属a、b用导线相连插入稀硫酸中，发现b上产生气泡，则a与b相比较，谁更活泼？ 提示：a比b活泼。 2．实验室用稀硫酸与锌粒反应制取H2时常加入少量铜片，其目的是什么？ 提示：形成锌铜原电池，加快制取氢气的反应速率。 3．已知2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+, 如何设计成原电池装置？ 提示：根据氧化还原反应分析，Cu被氧化，为原电池的负极，则正极可为惰性电极或不如Cu活泼的金属，电解质溶液一定含Fe3+。 1．加快氧化还原反应速率 原理 原电池中，氧化反应和还