高中化学（教案+习题）原电池

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课题4.1原电池课型新授课主备人授课人授课班级授课时间2017。教学目标知识与技能：1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程；

2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；

3、能够写出电极反应式和电池反应方程式。过程与方法1。通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。

2。实验引导学生以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法。3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法情感态度与价值观通过一些实验和科学探究过程，使学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。教学重点进一步了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教学难点原电池的工作原理教学方法教学过程【复习】基础模块中有关原电池内容.【投影】1、原电池的概念:化学能转化为电能的装置2、组成原电池的条件：有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体）作电极，活泼性强的做负极电极材料均插入电解质溶液中，电极可能与电解质溶液反应也可能不反应两极相连形成闭合回路，可以是导线相连接也可以是两电极接触【板书】第四章电化学基础第一节原电池(primarybattery)【讲解】我们已所学过的原电池,是为了便于说明原电池化学原理的一种最简单的装置。如果用它作电源，不但效率低，而且时间稍长，电流就不断减弱，因此不适合于实际应用。这是什么原因呢？主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻,使电流不能畅通.这种作用称为极化作用.为了避免发生这种现象，我们来设计一种更为科学的原电池装置。【设计实验】在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液，将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥(如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻）连接起来,再用导线将锌片和铜片联接，并在导线中串联一个电流计，观察现象。【学与问】什么是盐桥？盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。盐桥可使由它连接的两溶液保持电中性,否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2＋而带上负电【现象】(1)电流表指针发生偏转，根据指针偏转方向，可以判断出锌片为负极、铜片为正极.（2）铜片上有铜析出，锌片则被溶解。（3）取出盐桥，指针回到零点，说明盐桥起了沟通电路的作用。【讲解】发生上述现象的原因是由于锌比铜活泼,容易失去电子变成Zn2＋进入溶液，电子通过导线流向铜片，硫酸铜溶液中的Cu2＋从铜片上获得电子变成铜原子沉积在铜片上。由于电子从锌片流到铜片，所以锌片上发生氧化反应，铜片上发生还原反应。锌片（－）:Zn-2e—＝Zn2＋氧化反应；铜片(＋)：Cu2＋＋2e-＝Cu还原反应总反应式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋【讲解】一定时间后，溶液会因带电离子的积累(ZnSO4溶液中的Zn2＋离子过多，CuSO4溶液中的SO42-离子过多）而阻碍电子的转移.但有盐桥存在,允许溶液中离子迁移，以中和过剩的电荷，起了沟通电路的作用，使传递电子的反应能继续进行。于是,锌和CuSO4的氧化还原反应的化学能转变成外电路上电子流动的电能。【板书】一、原电池工作原理锌片（－）:Zn-2e—＝Zn2＋氧化反应；铜片（＋）:Cu2＋＋2e—＝Cu还原反应总反应式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋【讲解】盐桥存在，允许溶液中离子迁移，以中和过剩的电荷，起了沟通电路的作用，使传递电子的反应能继续进行.【讲解】从分析铜—-锌原电池的组成可以看出，原电池是由两个半电池组成的.锌和锌盐溶液组成一个半电池，铜和铜盐溶液组成另一个半电池。中间通过盐桥连接起来。组成半电池的导体叫电极，失去电子的电极为负极，得到电子的电极为正极。不参加电极反应的电极叫惰性电极，如铜电极。【过渡】根据铜--锌原电池的组成,如何利用一个现有氧化还原反应设计成为原电池?【板书】二、设计原电池【讲解】设计原理：从理论上讲，任何一个可自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池,还原剂在负极上发生氧化反应，失去的电子通过导线转移到正极上，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应，从而形成闭合回路，外电路中则有电流产生。【点击试题】根据下列氧化还原反应,设计原电池,指出正负极，写出电极反应。①Cu+2Fe3＋==2Fe2＋+Cu2＋②2Fe3＋+2I-==2Fe2＋+I2【分析】①铜被氧化,铜作负极，正极应选择比铜不活泼的金属或石墨，用氯化铁溶液作电解质溶液；②发生氧化反应和还原反应的均为离子，因此应选择惰性材料作电极。【投影]】氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生,一个氧化还原反应被设计成原电池后，氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生，两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合，要求书写电极反应式时，负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。【小结】原电池作为一种化学电源，当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。（1）在外电路:①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极.（2）在内电路:①电解质溶液中的阳离子向正极移动，因为：正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电，吸引阳离子向正极移动。②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极，吸引阴离子向负极移动.(硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下，NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO）【小结】原电池的基本类型：（1）只有一个电极参与反应的类型:负极溶解,质量减小；正极本身不参与反应，但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。（2)两个电极都参与反应的类型：例如:充电电池类的：蓄电池、锂电池、银锌电池等.(3）两个电极都不参与反应的类型：两极材料都是惰性电极,电极本身不参与反应，而是由引入到两极的物质发生反应，如：燃料电池，燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液.板书设计第四章电化学基础第一节原电池(primarybattery)二、设计原电池一、原电池工作原理锌片（－）：Zn-2e-＝Zn2＋氧化反应;铜片（＋）：Cu2＋＋2e-＝Cu还原反应总反应式:Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋教学反思课后习题巩固练习1．实验室中欲快速制取氢气,最好的方法应该是（）A．纯锌与稀硫酸 B．纯锌与浓硫酸 C．粗锌与稀硫酸D．粗锌与稀硝酸2．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（）A．正极附近的SO－离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出3．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3++Fe＝3Fe2＋,不能实现该反应的原电池是(）A．正极为Fe，负极为Zn,电解质为Fe2（SO4）3溶液B．正极为C，负极为Fe，电解质为Fe（NO3）3溶液C．正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液D．正极为Ag，负极为Fe，电解质为CuSO4溶液4．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，该反应的原电池的正确组成ABCD正极ZnCuZnFe负极CuZnAgZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4CuCl25．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时,A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为：E2—+2e—=E，B—2e—=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为A．A﹥B﹥E﹥D B．D﹥A﹥B﹥E C．D﹥E﹥A﹥B D．A﹥B﹥D﹥E6．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—=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作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．③④7．判断原电池的正负极时，不仅要看金属活泼性顺序，还要注意此金属在电解质溶液中的活泼性.试回答下列问题：（1)用铝、铜和稀硫酸组成的原电池中,是负极，是正极；原因是。(2)用铝、铜和浓硝酸组成的原电池中,是负极，是正极;原因是。（3)将铝片和铜片用导线连接,一组插入浓硝酸中，一组插入氢氧化钠溶液中，分别形成了原电池，则在这两个原电池中，负极分别是A．铝片、铜片B．铜片、铝片C．铝片、铝片D．铜片、铜片铁圈银圈8．如图所示的装置,在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平衡。小心的从烧杯中央滴入CuSO4铁圈银圈（1）片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈）。A．铁圈和银圈左右摇摆不定B．铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜C．银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜D．铁圈和银圈仍保持平衡状态(2）产生上述现象的原因是。9．近年我国首创以Al─空气─海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解液,靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流，其工作时电极总反应式为：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3；请判断：（1）原电池的负极是；盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag（2）工作时原电池的两极反应：A．负极；B．正极；盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag(3）工作时原电池正极附近pH（增大，减小，不变）【能力提升】10．依据氧化还原反应：2Ag＋（aq)+Cu(s）=Cu2＋（aq)+2Ag（s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是___________;（2）银电极为电池的________极,发生的电极反应为__________滤纸·滤纸·V金属片铜片玻璃片X电极上发生的电极反应为____________________________;（3）外电路中的电子是从_______电极流向________电极.11．某化学兴趣小组利用实验来验证金属性的相对强弱，如图所示.V将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸V金属电子流动方向电压（V）AA→Cu+0。78BCu→B0.15CC→Cu+1。35DD→Cu+0.30有盐溶液的滤纸上面压紧。在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如右表:已知构成两电极的金属活动性相差很大,电压表的读数越大。请根据表中数据判断：（1）金属可能是最强的还原剂；金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜（填字母)（2）若滤纸不用盐溶液浸润而改用氢氧化钠浸润，则在滤纸上能看到有蓝色沉淀析出的是（填字母）金属,其对应的原电池的电极反应式为:负极：，正极：。（3)已知A、B、C、D中有两种金属为镁和铝,则镁和铝对应的字母分别为、。为了进一步确定结论是否准确，某一同学设计了一个实验。他将两块金属片分别加进了氢氧化钠溶液中，现象为，有关反应的化学方程式为。另一同学则在这个同学的基础上，将两金属用导线连接,金属片上有气泡冒出的金属为，理由为。12．（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应:______________________；银片上发生的电极反应：_______________。（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：=1\＊GB3①产生氢气的体积(标准状况）;=2\＊GB3②通过导线的电荷量.（已知NA=6。02×1023/mol，电子电荷为1。60×10－19C）答案1．C2．D3．AD4．D5．B7．8．(1）C（2）发生原电池反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu，生成的铜附着在银圈上.9．（1）Al（2)Al-3e－=Al3+；O2+2H2O+4e－=4OH—（3）增大11．（