第4章 第1节 第1课时 原电池的工作原理(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材化学选择性必修1同步学习指导(人教版2019)

第四章　 化学反应与电能 情景切入 　 　 化学能与其他形式的能量可以相互转换ꎬ而且严格遵守能量守恒定律ꎮ 化学能和电能通过一定 的装置也可以相互转换ꎬ从能量转换角度看ꎬ电化学反应过程(包括装置)可分两类:一是化学能转换 为电能ꎬ二是电能转换为化学能ꎮ 通过化学能和电能之间的相互转换ꎬ能够使我们对氧化还原反应的 认识及化学反应中能量变化的认识更加深刻ꎮ 知识导航 　 　 本章内容探究化学能与电能的相互转化、化学电源和金属的防护ꎮ 本章知识在结构上分为三节:第一节主要学习原电池———原电池的工作原理和化学电源ꎻ第二节 主要学习电解池———电解原理和电解原理的应用ꎻ第三节主要学习金属的腐蚀与防护ꎮ 学法指导 　 　 １. 理解本质ꎬ重应用ꎮ 通过探究常见化学电源的工作原理ꎬ体会原电池反应的本质ꎬ并能应用原电池原理解决实际 问题ꎮ ２. 相互对照ꎬ巧关联ꎮ 对照原电池的构造ꎬ分析电解池的构造ꎬ加强对原电池、电解池原理的理解ꎮ ３. 紧抓本质ꎬ析规律ꎮ 根据电解原理的本质即氧化还原反应ꎬ结合常见阴、阳离子的还原性、氧化性的强弱ꎬ分析各种微 粒的放电顺序ꎬ归纳总结各类盐溶液的电解规律ꎬ理清电解产物及电解质溶液的变化ꎮ ４. 联系生产ꎬ明责任ꎮ 通过介绍日常生活、生产中常见腐蚀的实例如铁闸门、轮船船体、桥梁、铁制炊具等的腐蚀ꎬ探究 其腐蚀的本质ꎬ探求改变腐蚀速率的方法ꎬ加深对电化学原理的理解ꎬ深刻认识绿色化学的重要性ꎬ培 养社会责任感ꎮ 121 第一节　 原电池 第 １ 课时　 原电池的工作原理 学习目标 １. 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用ꎮ ２. 了解原电池的工作原理ꎮ 核心素养 １. 以锌铜原电池为例ꎬ从宏观和微观的角度ꎬ分析理解原电池的工作原理ꎬ培养宏观辨识与微观探 析的能力ꎮ ２. 通过对锌铜原电池工作原理的分析ꎬ建立对电化学过程的系统分析思路ꎬ培养证据推理与模型 认知的意识ꎮ 新 课 情 境 呈 现 　 　 某化学兴趣小组为了体验水果电池电流的存在进行了下列实验ꎮ 用橘子一个ꎬ铝片和锌片各一 片ꎬ电灯泡一个ꎬ按图连接好ꎮ 在实验前ꎬ先用砂纸擦去金属表面的氧化膜ꎬ实验时保持两金属片插在 橘子上ꎬ不能直接接触ꎮ 你知道在上述水果电池中ꎬ电流的强弱与两极的距离有什 么关系吗? 影响电流的因素还可能有哪些呢? 电能是现代社会中应用最广泛ꎬ使用最方便、污染最小的 一种二次能源ꎬ又称电力ꎮ 例如ꎬ日常生活中使用的手提电脑、 手机、相机、摄像机􀆺􀆺这一切都依赖于电池的应用ꎮ 那么ꎬ电池是怎样把化学能转变为电能的呢? 我们这节课先一起复习一下有关原电池的相关内容ꎮ 课 前 素 能 奠 基 新知预习 　 　 　 一、原电池原理 １. 原电池的概念和实质: (１)概念ꎮ 将 　 化学能　 转化为 　 电能　 的 装置ꎮ (２)实质ꎮ 利用能自发进行的 　 氧化还原　 反应把化学能转化为电能ꎮ ２. 原电池工作原理(以锌铜原电池为例): 装置图 电极名称 负极 正极 电极材料 　 锌　 片 　 铜　 片 电极反应 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 122 反应类型 　 氧化　 反应 　 还原　 反应 电子流向 由 　 锌　 片沿导线流向 　 铜　 片 离子迁 移方向 阴离子向 　 负极　 迁移ꎻ阳离子向 　 正极　 迁移 电池反应 方程式 　 Ｚｎ ＋ Ｃｕ２ ＋ 　 　 　 　 Ｚｎ２ ＋ ＋ Ｃｕ　 两类装置 的不同点 还原剂 Ｚｎ 与氧化 剂 Ｃｕ２ ＋ 直接接触ꎬ 既有化学能转化为 电能ꎬ又有化学能 转化为热能ꎬ造成 能量损耗 Ｚｎ 与氧化剂 Ｃｕ２ ＋ 不直 接接触ꎬ仅有化学能转 化为电能ꎬ避免了能量 损耗ꎬ 故能量转化率 高ꎬ电流稳定ꎬ持续时 间长 　 　 ３. 原电池形成的条件: (１)闭合回路ꎮ (２)两极有电势差———两个活性不同的电 极ꎬ相对较活泼的金属作 　 负极　 ꎮ (３) 　 电解质　 溶液或 　 熔融　 电解质ꎮ (４)自发的 　 氧化还原　 反应ꎮ 　 　 二、原电池的设计 １. 理论上ꎬ任何自发的 　 氧化还原　 反应都 可以设计成原电池ꎮ ２. 外电路: 　 还原　 性较强的物质在负极上失 去电子ꎬ 　 氧化　 性较强的物质在正极上得到电子ꎮ 　 　 ３. 内电路:将两电极浸入电解质溶液中ꎬ阴、 阳离子作 　 定向　 移动ꎮ 预习自测 　 １. 如图所示电流表的指针发生偏 转ꎬ同时 Ａ 极的质量减小ꎬＢ 极上 有气泡产生ꎬＣ 为电解质溶液ꎬ下 列说法错误的是 ( Ｃ ) Ａ. Ｂ 极为原电池的正极 Ｂ. Ａ、Ｂ、Ｃ 可能