2019-2020年高中化学 第4章 电化学基础 4.1 原电池学案新人教版选修4

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1、2019-2020年高中化学第4章电化学基础4.1原电池学案新人教版选修4【学习目标】：1、了解原电池原理；2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件；电极反应式的书写；3、理解铜锌原电池的原理与结构。【学习重点】：原电池原理【知识梳理】一、1、原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是_____________反应。ZnCu×2、如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀H2SO4时：Zn电极是____（填“正”或“负”）极，其电极反应为_______________，该反应是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应；Cu电极是____

2、__极，其电极反应为______________,该反应是反应。（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时：Zn电极是____极，其电极反应为，该反应是________反应；Cu电极是____极，其电极反应为_______________,该反应为_________反应.「探究」：上图当电解质溶液为CuSO4溶液时：现象1：电流计的指针发生偏移，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。结论：发生了原电池反应，且其中锌为原电池的负极，铜为正极现象2：随着时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，直至无电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。分析：锌与CuSO4溶液发生置换反应，溶液中

3、的Cu2+在锌片表面被直接还原，析出的铜在锌片表面构成原电池，逐渐使向外输出的电流强度减弱直至无电流再产生。当电解质溶液为稀H2SO4时，在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通，电流也不断减弱。解决办法：使用盐桥。●盐桥：通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。如右图所示，组成的原电池：观察有什么现象发生？取出盐桥，又有什么现象发生？现象：有盐桥存在时电流计指针，即（有或无）电流通过电路。取出盐桥，电流计指针，说明（有或无）电流通过。分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？有盐桥存在时，盐桥中的Cl-会移

4、向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液继续保持电中性。于是，锌和CuSO4的氧化还原反应继续进行，从而不断产生电流。同时能使两个烧杯中的溶液形成一个通路。●盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维模式，使氧化剂和还原剂在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。●盐桥制法：（1）.将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。（2）.将KCl或NH4NO3的饱和溶液

5、装入U形管，用棉花都住管口即可.二、形成原电池的条件1、由两个半电池组成原电池的工作原理:把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。①.在这类电池中，用为负极，负极向外电路提供电子；用作为正极，正极从外电路得到电子。②.在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。练习①：锌铜原电池产生电流时，（）A、阳离子移向Zn极，阴离子移向Cu极B、阳离子移向Cu极，阴离子移向Zn极C、阳离子和阴离子都移向Zn极D、阳离子和阴离子都移向Cu极2、探究组成原电池的条件:判断下列哪几个装置能形成原电池？分析：组成原电池的条件：①②③④练习②一个

6、电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是（）ABCD正极ZnCuCuFe负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl3、电解质溶液和电极材料的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液一般应与电极材料具有相同的阳离子。①.活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极②.金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极③.金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极④.惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt练习③：请根据氧化还原反应:Cu

7、+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成原电池。负极：正极：电解质溶液：若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。巩固练习1．下列关于原电池的叙述中，正确的是（）A、原电池中，正极失去电子，负极得到电子B、形成原电池时，在负极上发生氧化反应C、原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动D、电子从负极流向正极2．下列关于原电池的叙述正确的是（）A、构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B、