高三化学 1.12 原电池教学设计.doc

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1、原电池〖复习目标〗（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）了解常见化学电源的种类及其工作原理。〖教学重点〗原电池的工作原理、电极反应和电池反应方程式的书写〖教学难点〗电极反应和电池反应方程式的书写〖教学过程〗【知识精讲】1、原电池概念及构成条件（1）原电池把化学能转化为电能的装置。（2）原电池构成条件①具有两个活性不同的电极(金属和金属或金属和非金属。②具有电解质溶液。③形成闭合电路(或在溶液中相互接触)。（3）判断装置是否为原电池2、原电池工作原理原电池的工作原理和电子流向

2、可用下列图示【说明】①在原电池装置中，电子由负极经导线流向正极，阳离子在正极上获得电子，通过电路中的电子和溶液中的离子的移动而形成回路，传导电流，电子并不进入溶液也不能在溶液中迁移。②原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方程式。③阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。这是因为：负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离

3、子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。④不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。3、原电池的应用（1）加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。（2）比较金属活动性强弱两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。（3）用于金属的防护使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。例如，要

4、保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池的负极。4、化学电源化学电源是能够实际应用的原电池。作为化学电源的电池有一次电池、二次电池和燃料电池等。（1）碱性锌锰干电池——一次电池总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。（2）锌银电池——一次电池负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：Ag2O＋

5、H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。（3）二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。①放电时的反应负极反应：Pb＋SO42‾－2e－===PbSO4；正极反应：PbO2＋4H＋＋SO42‾＋2e－===PbSO4＋2H2O；总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。②充电时的反应阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO42‾；阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－==

6、=PbO2＋4H＋＋SO42‾；总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。（4）燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极反应式O2＋4e－＋4H＋===2H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总反应式2H2＋O2===2H2O【方法精讲】1、设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：（1）首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；（2）根

7、据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。①电极材料的选择在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液反应。②电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜——锌——硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Z

8、n2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中.（3）按要求画出原电池装置图。2、原电池正、负极判断方法原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。（1）根据电极材料判断负极——活泼性较强的金属正极——活泼性较弱的金属或能导电的非金属注：活泼金属不一定做负极，如Mg、Al在NaOH溶液中，Al做负极。（2）根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子的定向移动方向判断负极——电子流出极