第四章 第一节 第1课时　原电池的工作原理

第一节原电池第1课时原电池的工作原理[核心素养发展目标]1.理解原电池的工作原理，能根据电极反应、电流方向或离子的移动方向判断原电池的正极和负极。2.能设计简单的原电池并能理解原电池工作原理的应用。一、原电池的工作原理1．实验探究含盐桥的锌铜原电池的工作原理(1)实验现象：两种电池均产生电流，锌片________，铜片上________________，电流表指针发生________。(2)实验结论：两种装置均能构成原电池，将化学能转化成电能。(3)分析上述原电池的工作原理负极正极电极材料电极反应反应类型________反应________反应电池总反应电子流向由____极通过导线流向____极离子移向阳离子移向____极，阴离子移向____极(4)根据以上实验探究回答下列问题：①盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼脂)中离子移动方向：________移向ZnSO4溶液，________移向CuSO4溶液。盐桥在原电池装置中的作用是_____________________________________。②对比图Ⅰ与图Ⅱ两装置，能更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．原电池(1)定义：把________能转化为____能的装置。(2)构成条件(1)理论上，任何的氧化还原反应都可设计成原电池()(2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(3)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生()(4)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高()(5)利用图1能实现Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑()(6)图2能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移()(1)下列反应理论上能设计成原电池的是__________(填序号)。①HCl＋NaOH=NaCl＋H2OΔH＜0②2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＜0③4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH＜0(2)下列装置中，能构成原电池的是______(填序号)，能构成原电池的指出电极的名称并写出电极反应式。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________原电池中正、负极的判断判断依据负极正极电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中阴、阳离子定向移动的方向阴离子移向的电极阳离子移向的电极电流方向电流流入极电流流出极两极发生的反应失电子，发生氧化反应得电子，发生还原反应电极材料一般是活动性较强的金属活动性较弱的金属或能导电的非金属二、原电池工作原理的应用1．加快化学反应速率当试管a中滴入少量CuSO4溶液后，观察到其中产生气泡的速率较试管b中的________，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．比较金属的活动性强弱原电池的两极为两种不同金属时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼(注意电解质溶液的种类)。3．设计原电池的一般思路首先将氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应两个半反应。其次确定正、负极选择电极材料，还原剂(一般为比较活泼的金属)为负极，比较不活泼的金属或惰性电极为正极。最后用导线连接两个电极并插入电解质溶液形成闭合回路，如果两个半反应分别在两个容器中进行，中间应用盐桥连接。1．某单液原电池的总反应为Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag，下列关于该反应的电池设计正确的是()A．正极材料为Cu，电解质溶液为CuCl2B．负极材料为Ag，电解质溶液为AgNO3C．正极材料为C，电解质溶液为AgNO3D．负极材料为Cu，电解质溶液为CuSO42．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增加b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是____________。3．利用反应2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，设计一个原电池装置。(1)在下图方框中画出两种原电池装置图，标明电极材料和电解质溶液。单液原电池装置图带盐桥的双液原电池装置图(2)写出电极反应式。负极：________________________________________________________________________。正极：________________________________________________________________________。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电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1稀硫酸中，乙同学将电极放入6mol·L－1NaOH溶液中，如图所示。(1)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出__________(填写元素符号，下同)活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。由此实验，可得到的结论是_______________________________________________________。(2)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法__________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案：_