原电池学案.doc

高二化学选修4学案 §4—1原电池
第四章 电化学基础
第一节 原电池
【知识与技能】
1、在必修2的基础上，进一步学习原电池的工作原理，探究简单原电池的不足和改进。
2、形成完备的原电池概念，理解构成原电池的条件，掌握电极反应式的书写。
【过程与方法】
1、经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
2、能对自已探究电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。
【情感态度与价值观】
1、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界和奇妙与和谐。
2、赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
【学习重点】进一步理解原电池的工作原理，能够书写电极反应式和总反应式
【学习难点】进一步理解原电池的工作原理，能够书写电极反应式和总反应式
【教学方法】实验探究
【教学过程】

1、原电池定义：利用 反应原理将 转变为 的装置。
2、工作原理
如图所示
CuSO4 溶液

（－）：锌片
（＋）：铜片
总电极方程式：
思考：这个原电池电流会不会持久，随时间的延续会出现怎样的现象?

现象：
〈讨论〉1、为什么锌片和铜片上都有红色的铜覆盖，且电流计指针逐渐指向零?
〈学生〉

〈讨论〉2、用什么办法避免Cu2+在锌片上也析出，以延长电池放电时间，提高供电效率?
3、半电池和盐桥

（1）实验现象：①有盐桥时电流计指针
②锌片
③铜片
④取出盐桥后，电流计指针
【思考与交流】：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？
1、如图：若在上述装置中接上检流计并插入盐桥（盐桥通常是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由移动）。检流计指针偏转，说明有电流通过。从检流计指针偏转的方向可以知道电流的方向是Cu极→Zn极。根据电流是从正极流向负极，因此，Zn极为负极，Cu极为正极。电子从Zn极→Cu极。
2、若取出盐桥，检流计指针归零，重新放入盐桥，指针又发生偏转，说明盐桥起到了使整个装置构成通路的作用。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢？
Zn棒失去电子成为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，SO42-过多，溶液带负电荷。当溶液不能保持电中性，将阻止放电作用的继续进行。盐桥的存在，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。盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。
盐桥的组成：
盐桥的作用：
（1）
（2）

（2）负极（锌半电池）
锌原子 电子，被 。锌为 极，即电子 （填“流出”或“流入”）极，电极反应式为： 。
（3）正极（铜半电池）
Cu+从铜片上 电子，被 。铜为 极，即电子 （填“流出”或“流入”）极，电极反应式为： 。
小结：将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行，两个半电池通过盐桥连接从而获得持续、稳定的电流。
4、组成原电池的条件：
a 、
b 、
c 、
d 、
练习1：下列哪些装置能组成原电池？（ ）

沿导线
沿导线
沿导线
5、电极名称及其判断：
（1）根据电极材料：两种金属（或金属与非金属）组成电极，若它们都与（或都不与）电解质溶液单独能反应，则较活泼的金属作负极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极。
（2）根据电极反应：失电子——氧化反应—— 极
得电子——还原反应—— 极
（3）根据电子或电流流动方向（外电路）：
电子从 极流出 流入 极，电流从 极流出 流入
极，
（4）根据离子的定向移动（内电路）：阳离子向 移动
阴离子向 移动
练习2：请判断下列原电池的正负极：

6、电极反应方程式的书写
注意：（1）需标出正负极及电极材料；
（2）遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）
如：Fe-Cu( 稀硫酸)
负极（Fe）：Fe – 2e = Fe2+
正极（Cu）：2H+ +2e = H2↑
总反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
练习3：请写出下列原电池电极反应式及总反应式。
Fe-C ( 稀硫酸)

Cu -Ag (硝酸银溶液)

练习4：请把 Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2,设计成原电池。

【课堂总结】
（一）、定义：
（二）、工作原理：
（三）、半电池和盐桥：
（四）、形成条件：
（五）、原电池正负极判断：
（六）、电极反应方程式的书写
【当堂检测】：
1、锌铜原电池产生电流时，阳离子（ ）
A、移向Zn 极，阴离子移向Cu 极 B、移向Cu 极，阴离子移向Zn 极
C、和阴离子都移向Zn极 D、和阴离子都移向Cu 极
2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是
A、铁圈和银圈左右摇摆不定 B、保持平衡状态
C、铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜 D、银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜

3、利用原电池的反应原理：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2设计一个能持续产生电流的原电池装置。

4、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )
A、a > b > c > d B、a > c > d > b C、c > a > b .> d D、b > d > c > a

5、下列事实可用电化学知识解释的是（　 ）
Ａ不锈钢制品不易生锈
B黄铜（Cu、Zn合金）制的铜锣不易产生铜绿
C铝为活泼金属，但铝制品耐腐蚀
D常温下，浓流酸可以盛放在铁制容器中
6、对于锌—铜—稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是（ ）
①锌片溶解了32.5g ②锌片增重32.5g ③铜片上析出1gH2 ④铜片上析出1molH2
A ① 和 ③ B ① 和 ④ C ② 和 ③ D ② 和 ④
7、某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg Al
稀盐酸
偏向Al
2
Al Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al 石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg Al
溶液
偏向Mg
5
Al Zn
浓硝酸
偏向Al
根据上表中的实验现象完成下列问题：
（1） 实验1、2中Al所做的电极是否相同？
（2） 指出铝和石墨的电极并指出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。
铝为（ ）
石墨为（ ）
电池总反应：
（3） 实验4中的铝作正极还是负极？ ；为什么

（4）解释实验5中的电流计指针偏向铝的原因：

【课后反思】

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