2012高二化学 1.3化学能转化为电能――电池第1课时原电池的工作原理学案 鲁科版选修4.doc

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1、1.3化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理学案（鲁科版选修4）[学习目标]　1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.掌握构成原电池的条件。[重点·难点]　电极反应和电池反应方程式的书写。1．铜锌原电池的实验探究(1)装置(2)实验现象检流计指针电极表面变化情况Ⅰ发生偏转锌片质量减少，铜片质量增加Ⅱ发生偏转锌片质量减少，铜片质量增加(3)实验分析Zn极Cu极电子流向由Zn极流向Cu极电子得失失电子溶液中Cu2＋得电子电极名称负极正极能量转化化学能转化为电能思考　装置(Ⅱ)中若取出盐桥，检

2、流计指针是否发生偏转，为什么？提示　不偏转。如果要使检流计指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路，如果取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，检流计指针不会发生偏转。2．原电池工作原理(1)将化学能转化为电能的装置叫做原电池。(2)在原电池中，外电路电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流。(3)电极反应及电池反应：负极：M―→Mn＋＋ne－　发生氧化反应正极：Nm＋＋me－―→N　发生还原反应电池总反应：mM＋nNm＋===mMn＋＋nN。思考　电极反应与

3、电池反应有何区别与联系？提示　电极反应是分别在两极上发生的“半反应”(氧化反应或还原反应)，电池反应是两个电极反应加合消去电子后的总反应。可通过电极反应相加求电池反应，也可通过电池反应减一个电极反应求另一个电极反应。3．原电池的组成下列装置中，属于原电池的是(　　)6用心爱心专心答案　D解析　利用组成原电池的条件分析：A项两电极相同；B项酒精为非电解质；C项缺少盐桥；E项有外加电源，只有D项符合。4．原电池原理的应用关于下图装置的叙述，正确的是(　　)A．铜是阳极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减少C．电流从锌片经导

4、线流向铜片D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2答案　D解析　本题主要考查有关原电池的知识，由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2；原电池只分正、负极，不用阴、阳极表示，电流与电子流向相反。一、构成原电池的条件1．构成原电池的化学反应有何特点？答案　必须是自发的氧化还原反应。原电池是化学能转化为电能的装置，发生的反应必定是放热反应，即反应的焓变小于零。2．原电池的构成条件(1)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或非金属)负极：活泼性强，失去电子发生

5、氧化反应。正极：活泼性弱，得到电子发生还原反应。(2)电极均插入电解质溶液中。(3)构成闭合回路。(4)能自发地发生氧化还原反应。3．原电池正、负极的判断判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中离子定向移动方向阴离子移向的极阳离子移向的极发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极思考　镁—铝电极在稀H2SO4中构成原电池时，正、负极材料分别是什么？若将电解质溶液改为NaOH溶液，正、负极材料又分别是什么？分别写出两种溶液中的

6、电极反应。提示　在稀硫酸溶液中，正极为Al，负极为Mg，6用心爱心专心电极反应为：正极：2H＋＋2e－―→H2↑负极：Mg―→Mg2＋＋2e－在NaOH溶液中，正极为Mg，负极为Al，电极反应为：正极：3H2O＋6e－―→3H2↑＋6OH－负极：2Al＋8OH－―→2[Al(OH)4]－＋6e－典例1　将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(　　)A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C．两烧杯中溶液的pH均增大D．产生气泡的速率甲比乙慢解析　由题目中所给

7、图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件。其中铜的活泼性不如锌强，故铜作正极，发生的电极反应为2H＋＋2e－―→H2↑；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，由于两者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙快。答案　C变式训练1　(1)若例1中甲装置的电极分别为铁、铜，电解质溶液为浓HNO3，则原电池正、负极分别是什么？(2)利用装置乙现有材料，如何加快反应速率？答案　(1)Cu为负极，Fe为正极。(2)让锌片与铜片接触，形成原电

8、池。二、电极反应和电池反应的书写方法1．书写原则(1)遵守质量守恒和电荷守恒。(2)正、负极的电极反应式通过加合消去电子即为电池反应式。(3)弱电解质、气体或难溶物均以化学式表示，其余以离子符号表示。2．书写方法(1)根据给出的化学方程式或图示装置确定原电池的正、负极，弄清正、负极上发生反应的物质。①题目给定总反应式：分析有关元素