高中 化学 选择性必修1 第四章 化学反应电能《第一节 第1课时 原电池的工作原理》教学设计.docx

第一节原电池

第1课时原电池的工作原理

[课程标准]1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。

任务一原电池的工作原理

教材中的实验现象和必修二所学实验现象如下表：

电池名称

单液电池

双液电池(盐桥电池)

实验装置

实验现象

电流表

指针偏转

电极变化

锌片逐渐溶解，铜片质量增加

电流变化

一段时间后，电流逐渐衰减

产生的电流持续、稳定

回答下列问题：

1.锌铜原电池工作时，电子在导线中的运动方向是怎样的？阴离子和阳离子在电解质溶液中的运动方向是怎样的？

提示：电子由锌片移向铜片，阴离子在电解质溶液中由铜片移向锌片，而阳离子正好相反。

2.锌铜原电池可以看做两个半电池组成，试分别写出两个电极上的反应及总反应的离子方程式。

提示：Zn片：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)

Cu片：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)

总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。

3.什么是盐桥？盐桥有什么作用？

提示：装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。

①构成闭合回路，形成原电池；②避免电极与电解质溶液直接反应，有利于最大限度地将化学能转化为电能；③盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使电解质溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。

4.单液电池、双液电池(盐桥电池)两原电池中哪个工作效率高？

提示：双液电池(盐桥电池)工作效率高，单液电池中锌片和硫酸电解质溶液直接接触，少量锌会与硫酸直接反应，降低工作效率。

1.原电池的构成条件

(1)定义：能把化学能转化为电能的装置。

(2)构成条件

2.原电池工作原理示意图

1.判断正误，错误的说明其原因。

(1)原电池中，负极金属材料失电子，发生氧化反应。

答案：正确。

(2)双液原电池中，盐桥中阳离子向负极移动，阴离子向正极移动。

答案：错误，双液原电池中，盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

(3)锌铜原电池中，电子由锌电极经导线流向铜电极，再经电解质溶液流回锌电极。

答案：错误，电子是不能在电解质溶液里传导的。

(4)原电池工作时，电流方向由电源的负极流向正极。

答案：错误，原电池工作时，电流方向由电源的正极流向负极。

2.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，回答下列问题。

若a为镁、b为CuCl2，则正极材料为________，负极上的电极反应式为____________

____________________________________________________________________________。

若a为镁、b为NaOH，则Mg极上发生______反应(填“氧化”或“还原”)，负极上的

电极反应式为_____________________________________________________________

_____________________________________________________________________________。

若a为铜、b为浓硝酸，则电流的方向为__________________，正极上的电极反应式为

____________________________________________________________________________。

(4)上述事实表明，确定原电池中电极的类型时，不仅要考虑电极材料本身的性质，还要考虑_________________________________________________________________________。

答案：(1)AlMg－2e－===Mg2＋(2)还原

Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－(3)铝→铜2H＋＋NOeq\o\al(－,3)＋e－===H2O＋NO2↑(4)电解质溶液的性质

解析：(1)镁、铝均能与CuCl2溶液反应，但镁比铝活泼，故镁失去电子做负极。(2)铝能与NaOH溶液反应而镁不能，铝做负极失去电子变成[Al(OH)4]－，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－。(3)常温下铝在浓硝酸中发生钝化，故铜失去电子做负极，正极上是NOeq\o\al(－,3)得到电子生成NO2。

任务二原电池原理的应用

1.将金属a、b用导线相连插入稀硫酸中，发现b上产生气泡，则a与b相比较，谁更活泼？

提示：a比b活泼。

2.实验室用稀硫酸与锌粒反应制取H2时常加入少量铜片，其目的是什么？

提示：形成锌铜原电池，加快制取氢气的反应速率。

3.已知2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，如何设计成原电池装置？

提示：根据氧化还原反应分析，Cu被氧化，为原电池的负