内容正文:
第一章 化学反应与能量转化
2019鲁科版选择性必修一
第1课时 原电池的工作原理
1. 原电池:将 转化为 的装置
回顾旧知
化学能
电能
活泼性不同
电解质
2. 构成条件:
正极:还原反应
负极:氧化反应
e-
电子导体
电子迁移:负→正
离子导体
离子迁移:阳离子:移向正极
阴离子:移向负极
单液原电池原理示意图
电子不下水 离子不上岸
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实验探究一
学生分组设计实验:
实验用品:铜片、锌片、1mol/L CuSO4溶液、1mol/L ZnSO4溶液、
导线、检流计等
1、利用所给实验用品设计单液原电池并画出装置图;
2、写出电极反应式并预测实验现象
单液原电池
实验探究一
学生验证设计实验:
利用所给实验用品按照如图所示装置连接电路,播放音乐卡片
单液原电池
发现问题:音乐卡片播放时间较短
宏观现象
锌片:Zn-2e-=Zn2+
铜片:Cu++2e-=Cu
音乐卡片
锌片腐蚀,不断溶解
铜片上有红色物质析出
开始音乐声较大,随后减弱
【实验现象】
溶液温度
上升
Zn片
一段时间后
锌片表面附着红色固体
思考一:锌片上的红色物质是什么?为什么锌片上有红色物质生成?
因为锌与CuSO4溶液直接接触,发生置换反应,所以锌片表面有铜析出。
思考二:为什么音乐卡片的声音不断减小?
因为铜在锌表面析出后,与CuSO4溶液一起形成了原电池,产生的电流并没有经过电流表,所以电流表的读数不断减小。当锌片表面完全被铜覆盖后,相当于两个电极都是铜,已不能发生原电池反应,所以最后没有电流产生。
【分析原因】
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Zn与
CuSO4
溶液
直接
接触
【深入探讨】
单液原电池
实验:播放
时间短
Cu-Zn-CuSO4
溶液实验中锌
片现象
数字化实验,
部分化学能
转为热能
如何改进缺点?
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改进实验装置
改进方法:将锌与硫酸铜溶液分开,形成双液原电池
改进
CuSO4溶液
提出问题:
1.两个烧杯分别盛放什么试剂?
2.如何构成闭合回路?
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
盐桥
盐桥:
通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。
特点:
1.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动
2.琼胶起到固定作用,防止KCl溶液直接流出来。
3.离子只出不进。
【引入盐桥】
实验探究二
学生验证设计实验:
利用所给实验用品按照如图所示装置连接电路,播放音乐卡片
双液原电池
对比实验结果:
1. 单液原电池实验
音效时长10秒
2. 双液原电池实验
音效时长,10分钟
后仍有音乐
负极:Zn
电极反应:
Zn-2e-=Zn2+
电子流出
氧化反应
Cu2+
Cl-
K+
正极:Cu
电极反应:
Cu2++2e- = Cu
电子流入
还原反应
Zn2+
阴离子移向
阳离子移向
盐桥的作用:
重点提示
(1)形成闭合回路,代替两溶液直接接触。(离子导体)
(2)平衡两侧的电荷,溶液呈电中性
【探析原理】
失
e-
Zn
化学能
得
e-
Cu2+
原理维度
装置维度
负极
正极
盐桥
离子导体
电极反应物
微观过程
电极产物
宏观现象
Zn2+
导线
电子导体
Cu
电子移
动方向
阳离子
阴离子
电能
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归纳总结
1.两极
2.电解质溶液
3.导线
4.自发进行的氧化还原反应
电池四要素
--离子导体
--电子导体
双液原电池
单液原电池
能
量
转
化效
率
逐
渐
提
高
学以致用
1. 在如右图所示的装置中,a的金属活泼性比氢强,b为碳棒,
此装置的各种叙述中不正确的是( )
A.碳棒上有气体放出,溶液的酸性减弱
B.a是正极,b是负极
C.导线中有电子流动,电子从a极到b极
D.a极上的电极反应式为Zn-2e- = Zn2+
2.依据氧化还原反应:Cu + 2Ag+=== Cu2++ 2Ag设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是________________,电解质溶液Y是____________。
(2)银电极的电极反应式是_____________________________;
X电极的电极反应式是_____________________________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
(4)该原电池的正极是____________,还可以选用__________________等材料
学以致用
小杨老师 15521324728
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