高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能-电池（第1课时）课件 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学课件

1、第1课时原电池的工作原理第1章 第3节学习目标定位1.以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理。2.会正确判断原电池的正极和负极。3.学会原电池电极反应式的书写方法。一原电池的工作原理达标检测提升技能二原电池的电极判断及电极反应式的书写内容索引一原电池的工作原理新知导学1.按右图所示装置，完成实验并回答下列问题：(1)有关的实验现象是锌片_，铜片_，CuSO4溶液颜色_。检流计的指针_，该装置中的能量变化是_能转化为_能。溶解加厚变亮变浅发生偏转化学电(2)电子流动方向和电流方向外电路：电子由_电极经过导线流向_电极，电流由_电极流向_电极。内电路：电流由_电极流向_电极。锌铜铜锌锌铜(4)用温

2、度计测量溶液的温度，其变化是_，原因是_。(3)电极反应：负极反应式是_；正极反应式是_；总反应式是_。Zn2e=Zn2Cu22e=CuZnCu2=Zn2Cu还有部分溶液的温度略有升高Cu2直接在锌电极上得电子被还原，部分化学能转化成热能相关视频2.按下图所示装置，完成实验，并回答下列问题：(1)实验过程中，你能观察到的实验现象是_；_。锌片溶解，铜片加厚变亮检流计指针发生偏转；CuSO4溶液的颜色变浅(2)用温度计测量溶液的温度，其结果是_，由此可说明_。溶液的温度不升高(或无变化)CuSO4溶液中的Cu2不能移向锌片得电子被还原(3)离子移动方向硫酸锌溶液中：_向盐桥方向移动；硫酸铜溶液中

3、：_向铜极方向移动；盐桥中：K移向_极区(CuSO4溶液)，Cl移向_极区(ZnSO4溶液)。Zn2Cu2正负不偏转。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，若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，检流计指针不会发生偏转。(4)若取出装置中的盐桥，检流计的指针是否还会发生偏转？为什么？ 答案相关视频3.实验结论：与问题1中的原电池装置相比较，问题2中双液原电池具有的特点是(1)具有盐桥。取下盐桥，无法形成_，反应不能进行。(2)两个半电池完全隔开，Cu2无法移向锌片，防止_ 与_反应，有利于最大程度地将_转化为_。闭合回路Cu2化学能电能负极Zn1.原电池的工作原理氧化反应阴归

4、纳总结归纳总结电流还原反应阳2.原电池正负极的判断弱入强阳出入出阴还原氧化3.原电池的设计从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。(1)电解质溶液：一般能与_反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与_反应。(2)电极材料：一般较活泼的金属作为_，较不活泼的金属或非金属导体作为_。负极正极负极负极1.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是 活学活用 答案 解析A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H2e =H2D.取出盐桥后，检流计仍会偏转，铜电极在

5、反应前后质量不变锌片为负极，铜片为正极，电子从负极流向正极，A选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu22e=Cu，C选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。2.根据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)，画出原电池示意图并在图中加入检流计，注明电极材料名称和电解质溶液，其中盐桥为饱和KNO3琼脂溶液。请回答下列问题：(1)银电极为电池的_极，写出两电极的电极反应式：Ag电极： _；Cu电极： _。 答案 解析Cu2e=Cu2正2Ag2e=2Ag由反应方程式可知，该电池

6、的电极反应式为正极：2Ag2e=2Ag，负极：Cu2e=Cu2。所以负极应为Cu，正极为Ag，电解质溶液应为CuSO4溶液和AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极。盐桥中的K移向正极(Ag极)， 移向负极(Cu极)。(2)外电路中的电子是从_电极流向_电极。(3)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是_(填字母)。A.K B. AgBCuC.Ag 答案 答案二原电池的电极判断及电极 反应式的书写判断依据正极负极电极材料_电子流向_电极反应_电极现象_1.原电池电极(正极、负极)的判断依据有多种。试填写下表：新知导学活泼金属不活泼金属或非金属导体电子流入电子流出氧化反应还原反应电极增重或

7、产生气体电极减轻2.将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池，其正极反应式_；负极反应式_；总反应方程式_。Fe2e=Fe22H2e=H2FeH2SO4=FeSO4H2负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。根据活泼性，铁为负极。 答案 解析3.有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为ZnAg2OH2O=2AgZn(OH)2。(1)Zn发生_反应，是_极，电极反应式是_。(2)Ag2O发生_反应，是_极，电极反应式是_ 。Zn2e=Zn2Ag2O2eH2O=2Ag2OH氧化负还原正1.一般电极反应式的书写方法(1)定电极，标得

8、失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。(2)看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H应让其结合OH生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。(3)两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。归纳总结归纳总结2.已知电池总反应式，书写电极反应式(1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与产物。(2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。(3)根据质量守恒配平电极反应式。3.利用反应Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2设计成如下图所示原电池，回答下列问题：(1

9、)写出电极反应式：正极_；负极_。活学活用 答案2Fe32e=2Fe2Cu2e=Cu2 解析该原电池中Cu为负极，电极反应式为Cu2e=Cu2；C为正极，电极反应式为2Fe32e=2Fe2。X应为FeCl3溶液，Y应为CuCl2溶液。原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极(C)移动。(2)图中X溶液是_，Y溶液是_。(3)原电池工作时，盐桥中的_(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。 答案FeCl3阳CuCl2 答案4.某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作为电极，但甲同学将电极放入6 molL1的稀H2SO4中，乙同学将电极放入6 molL1的

10、NaOH溶液中，如图所示。(1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式：负极_，正极_。Mg2e=Mg2 答案 解析2H2e=H2甲池中电池总反应方程式为MgH2SO4=MgSO4H2，Mg为负极，电极反应式为Mg2e=Mg2；Al为正极，电极反应式为2H2e=H2。(2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式：负极_，正极_。总反应离子方程式为_。2Al8OH6e=2Al(OH)4 答案 解析6H2O6e=6OH3H2 2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2乙池中电池总反应方程式为2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2，负极上为Al被氧化生成Al3后与OH反应生成Al(OH)

11、4，电极反应式为2Al8OH6e=2Al(OH)4；正极产物为H2，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2。达标检测提升技能1.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形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A. B. C. D. 答案 解析12345铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线、盐桥构成一个原电池，Cu为负极，Ag为正极，两极电极反应分别为负极：Cu2e=Cu2，

12、正极：2Ag2e=2Ag，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流的方向与电子的流向相反，因此C正确。123452.某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2 2e=CuC.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从 蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b用导线连接后，电流由铁电极经导线流向 铜电极 答案 解析12345a和b不连接时，Fe和Cu2直接发生氧化还原反应，铁片上会有金属铜析出，A项正确；若a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁为负极，铜为正极，电极反应

13、式分别为Fe2e=Fe2，Cu22e=Cu，B项正确；分析选项A、B可知，选项C是正确的；在原电池中，电流应由正极流出，经导线流向负极，故D项错。123453.某电池的总反应为Fe2Fe3=3Fe2，能实现该反应的原电池是 答案 解析12345 正极负极电解质溶液ACuFeFeCl3溶液BCFeFe(NO3)2溶液CFeZnFe2(SO4)3溶液DAgFeCuSO4溶液能实现反应Fe2Fe3=3Fe2的原电池应符合以下条件：负极为Fe，正极材料的活泼性比Fe差；电解质溶液应为含Fe3的溶液，B、D两项电解质溶液选错；C项负极材料选错。123454.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是A

14、.Fe为正极，发生氧化反应B.工作一段时间后，两烧杯中溶液 pH均不变C.负极反应：2H2e=H2D.工作一段时间后，NaCl溶液中 c(Cl)增大 答案 解析12345该装置是原电池。A项，在该原电池中Fe为负极，发生氧化反应；B项，工作一段时间后，左边的烧杯中会含有大量的Fe2，溶液的pH减小，右边烧杯中的H不断放电产生氢气，因此烧杯中溶液pH会逐渐增大；C项，负极反应是Fe2e=Fe2；D项，工作一段时间后，左侧烧杯中由于Fe2不断进入溶液，根据溶液呈电中性原则，盐桥中的Cl会进入该烧杯溶液中，则该烧杯溶液中c(Cl)增大。123455.(1)向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系基本正确的是 答案 解析12345Zn粉的质量相