1.2 化学能与电能的转化教案学案教学设计-苏教版选修4.DOCVIP

第二单元 化学能与电能的转化　　　　　　　　　　　　　　　　第1课时　原电池的工作原理 [目标要求]　1.理解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。3.会判断原电池的正、负极，能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。 一、原电池 1．原电池定义：将化学能转变为电能的装置。 2．实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能。 3．简单原电池的构成条件： ①活泼性不同的两个电极，②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。 二、原电池的工作原理 工作原理：利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。 以铜锌原电池为例： 1．在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失电子，形成Zn2＋进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片； CuSO4溶液中，Cu2＋从铜片上得电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上。 锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋； 铜为正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。 总反应式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，反应是自发进行的。 2．闭合回路的构成： 外电路：电子从负极到正极，电流从正极到负极， 内电路：溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液，阳离子移向CuSO4溶液。 3．盐桥 盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。当其存在时，随着反应的进行，Zn棒中的Zn原子失去电子成为Zn2＋进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2＋过多，带正电荷。Cu2＋获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2＋过少，SO过多，溶液带负电荷。当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的继续进行。盐桥的存在就避免了这种情况的发生，其中Cl－向ZnSO4溶液迁移，K＋向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　知识点一　原电池 1．下列装置中能构成原电池产生电流的是(　　) 答案　B 解析　A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池的构成条件，两电极发生的反应分别是Zn－2e－===Zn2＋，2H＋＋2e－===H2↑；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。 2．在图中的8个装置中，属于原电池的是(　　) A．①②③⑤⑧ B．③④⑥⑦C．④⑤⑥⑦ D．③⑤⑦ 答案　D 知识点二　原电池的原理 3．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　) ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为Ag＋＋e－===Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍能继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 答案　C 解析　该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极反应式为Ag＋＋e－===Ag，因此②对；在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以③错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以④对。 4．下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是(　　) NO.28　　Date：2009.11.8 实验后的记录： ①Zn为正极，Cu为负极。 ②H＋向负极移动。 ③电子流动方向Zn―→Cu。 Cu极上有H2产生。 ⑤若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol。 ⑥正极的电子反应式为：Zn―→Zn＋＋2e－。 A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ 答案　B 解析　本题考查了锌、铜和稀H2SO4构成的原电池的基本工作原理。Zn比Cu活泼，Zn为负极，电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，每转移1 mol电子，产生H2 0.5 mol，电子由Zn流出，经导线流向铜片，溶液中H＋向正极移动，SO向负极移动，故选B。 5．把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为(　　)　　　　　　　　　　　　　A．ABCD B．ACBDC．ACDB D．BDCA 答案　C 解析　金属组成原电池，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极。负极被氧化，质量减轻，正极发生还原反应，有物质析出，由题意得活动性AB、A