1.2 第1课时 原电池的工作原理 学案 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.2 第1课时　原电池的工作原理

【学习目标】

1.通过实验探究理解原电池的工作原理,学会判断原电池的正、负极,建立宏观辨识与微观探析意识。

2.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,建立变化观念与平衡思想意识。

3.通过交流讨论掌握原电池总反应式和电极反应式的书写方法,培养推理和分析问题的能力,提升证据推理与模型认知的学科素养。

4.通过设计原电池的实验探究,体验科学探究过程,培养科学探究精神。

【自主预习】

一、原电池

1.原电池的构成条件

(1)定义:能把　　　　转化为　　　　的装置。 

(2)构成条件:

2.原电池原理(以锌铜作电极、硫酸铜溶液作离子导体为例)

 

二、原电池的应用

1.加快氧化还原反应的速率

构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快,例如,在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液,CuSO4与锌发生置换反应生成Cu,从而形成Cu-Zn微小　　　　　,加快产生H2的速率。 

2.比较金属活动性强弱

例如,有两种金属a和b,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。由此可判断出a是负极,b是正极,且金属活动性:a　　　　b。 

3.设计原电池

理论上,自发的　　　　　反应,都可以设计成原电池。 

①外电路

负极——化合价　　　　的物质 

正极——活泼性弱的物质,一般选碳棒

②内电路:有元素化合价降低的物质作电解质溶液(离子导体)。

【参考答案】一、1.(1)化学能　电能　(2)活泼性不同　电解质

2.锌片　铜片　Zn-2e-Zn2+　Cu2++2e-Cu　减小　增大　氧化　还原　负　正　正　负　正　负

二、1.原电池　2.>　3.氧化还原　升高

 

【效果检测】

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)理论上,自发的氧化还原反应都可设计成原电池。 (　　)

(2)在原电池中,发生氧化反应的一极是负极。 (　　)

(3)在锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生。 (　　)

(4)在原电池中,正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化反应。 (　　)

(5)原电池的电极材料一定是金属单质。 (　　)

(6)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。 (　　)

【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×

2.在原电池中,较活泼的金属是不是一定作负极?

【答案】不一定作负极,要看谁能与电解质溶液反应。如Mg-Al-H2SO4溶液形成的原电池中,Mg作负极;Mg-Al-NaOH溶液形成的原电池中,Al作负极;常温下,Fe-Cu-浓HNO3形成的原电池中,Fe被钝化,Cu作负极。

3.生石灰和水反应放热,所以有同学认为可以利用这个反应设计成原电池,你认为正确吗?

【答案】不正确。此反应不是氧化还原反应。

【合作探究】

 任务1：原电池的工作原理

情境导入　冰心的《小桔灯》里有一句话:“天黑了,路滑,这盏小桔灯照你上山吧!”文章里的小桔灯是用蜡烛放在桔皮里做成的。你知道吗?利用化学知识可以用桔子来制作真正的“小桔灯”。原理很简单:把一个桔子

的桔瓣并联,将镀锌铁钉、铜线插到桔子瓣上,并与放在中心的Led灯珠相连接,就制成了一个真正的“小桔灯”。

问题生成

1.“小桔灯”中,桔瓣里的桔子汁的作用是什么?

【答案】桔子汁作用是作电解质溶液(离子导体)。

2.镀锌铁钉、铜线在“小桔灯”工作中起到什么作用?

【答案】镀锌铁钉作负极,铜线作正极。

3.请分析小桔灯中能量转化形式。

【答案】化学能转化为电能。

4.如果将镀锌铁钉、铜线分开插入两瓣桔子中,Led灯珠能否被点亮?为什么?

【答案】不能被点亮,因为没有形成闭合回路。

5.若将问题4中两瓣桔子紧贴在一起,Led灯珠能否被点亮?请归纳原电池的构成条件。

【答案】能被点亮,因为两瓣桔子中间的膜能让离子通过,离子定向移动构成了闭合回路。原电池构成的条件:①有活泼性不同的两个电极;②有电解质溶液;③形成闭合回路;④能自发进行的氧化还原反应。

 

【实验探究】

1.实验操作

将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来,然后将锌片和铜片用导线连接,并在中间串联一个电流表,观察现象。