1-3-1 原電池的工作原理 【學習目標】1. 以銅鋅原電池為例，熟悉原電池的工作原理2. 會正確判斷原電池的正極和負極3. 學會原電池電極反應式的書寫方法【學習重難點】學習重點：原電池的工作原理及電極反應式的書寫。學習難點：原電池的工作原理及電極反應式的書寫。【自主預習】1原電池是借助 反應將 轉(zhuǎn)化為 的裝置。分析下圖所示原電池裝置并填空。原電池總反應式： 。2原電池構(gòu)成的條件：具有 不同的兩個電極，二者直接或間接地連在一起，插入 中，且能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應。下列圖示裝置能形成原電池的是 。【預習檢測】1關(guān)于右圖裝置的敘述，正確的是()a銅是負極，銅片上有氣泡產(chǎn)生b銅片質(zhì)量逐漸減少c電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片d氫離子在銅片表面被還原后生成h22關(guān)于原電池、電解池的電極名稱，下列說法錯誤的是()a原電池中失去電子的一極為負極b電解池中與直流電源負極相連的一極為陰極c原電池中相對活潑的一極為正極d電解池中發(fā)生氧化反應的一極為陽極合作探究探究活動一：原電池的工作原理1.按右圖所示裝置，完成實驗并回答下列問題：(1)有關(guān)的實驗現(xiàn)象是鋅片 ，銅片 ，cuso4溶液顏色 。檢流計的指針 ，該裝置中的能量變化是 。(2)電子流動方向和電流方向外電路：電子由 電極經(jīng)過導線流向銅電極，電流由銅電極流向 電極。內(nèi)電路：電流由 電極流向 電極。(3)電極反應：負極反應式是 ；正極反應式是 ；總反應式是 。(4)用溫度計測量溶液的溫度，其變化是 ，原因是還有 。2按下圖所示裝置，完成實驗，并回答下列問題：(1) 實驗過程中，你能觀察到的實驗現(xiàn)象是 。(2)用溫度計測量溶液的溫度，其結(jié)果是 ，由此可說明 。(3)離子移動方向硫酸鋅溶液中： 向鹽橋移動；硫酸銅溶液中： 向銅極移動；鹽橋中：k移向 區(qū)(cuso4溶液)，cl移向 區(qū)(znso4溶液)。(4)若取出裝置中的鹽橋，檢流計的指針是否還會發(fā)生偏轉(zhuǎn)？為什么？3實驗結(jié)論：與問題1中的原電池裝置相比較，問題2中雙液原電池具有的特點是(1)具有鹽橋。取下鹽橋， 。(2)兩個半電池完全隔開，cu2無法移向鋅片，可以獲得 。歸納總結(jié)1原電池原理是把 進行，還原劑在 極上失去電子發(fā)生 反應，電子通過導線流向正極，氧化劑在 極上得到電子發(fā)生 反應。2原電池電極及電極反應特點(1) 為電子流出極，相對活潑，通常是活動性 的金屬或某些還原劑，電極被 ，發(fā)生 。(2) 為電子流入極，相對不活潑，通常是活動性 的金屬或非金屬導體，一般是電解質(zhì)溶液中的氧化性強的離子被還原或電極上附著物本身被 ，發(fā)生 。3原電池的設(shè)計從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應都可以設(shè)計成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個電極。(1)電解質(zhì)溶液：一般能與 反應，或者溶解在溶液中的物質(zhì)(如o2)與 反應。(2)電極材料：一般較活潑的金屬作 ，較不活潑的金屬或非金屬導體作 。【學以致用】1原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中不正確的是()a由al、cu、稀硫酸組成原電池，其負極反應式為：al3e=al3b由mg、al、naoh溶液組成原電池，其負極反應式為：al3e4oh=al(oh)4c由fe、cu、fecl3溶液組成原電池，其負極反應式為：cu2e=cu2d由al、cu、濃硝酸組成原電池，其負極反應式為：cu2e=cu22利用反應cu2fecl3=cucl22fecl2設(shè)計一個原電池，正極為_，電極反應式為_；負極為_，電極反應式為_；電解質(zhì)溶液是_。探究點二原電池的電極判斷及電極反應式的書寫1原電池電極(正極、負極)的判斷依據(jù)有多種。試填寫下表：判斷依據(jù)正極負極電極材料 電子流向 電極反應 電極現(xiàn)象 2寫出下表中原電池裝置的電極反應和總的化學反應方程式：負極材料正極材料電解質(zhì)溶液(1)鐵銅稀硫酸(2)銅銀硝酸銀(1)正極反應_；負極反應_；總反應方程式_。(2)正極反應_；負極反應_；總反應方程式_。3有一紐扣電池，其電極分別為zn和ag2o，以koh溶液為電解質(zhì)溶液，電池的總反應為znag2oh2o=2agzn(oh)2。(1)zn發(fā)生 反應，是 極，電極反應式是 。(2)ag2o發(fā)生 反應，是 極，電極反應式是 。歸納總結(jié)1一般電極反應式的書寫方法(1)定電極，標得失。按照負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，判斷出電極反應產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量。(2)看環(huán)境，配守恒。電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的h應讓其結(jié)合oh生成水。電極反應式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平。(3)兩式加，驗總式。兩電極反應式相加，與總反應方程式對照驗證。2已知電池總反應式，書寫電極反應式(1)分析化合價，確定正極、負極的反應物與產(chǎn)物。(2)在電極反應式的左邊寫出得失電子數(shù)，使得失電子守恒。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒配平電極反應式。(4)【學以致用】3如圖所示，燒杯內(nèi)盛有濃hno3，在燒杯中放入用銅線相連的鐵、鉛兩個電極，已知原電池停止工作時，fe、pb都有剩余。下列有關(guān)說法正確的是()afe比pb活潑，始終作負極bfe在濃hno3中鈍化，始終不會溶解c電池停止工作時，燒杯中生成了fe(no3)3d利用濃hno3作電解質(zhì)溶液不符合“綠色化學”思想【學習小結(jié)】【鞏固練習】1鋅銅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是()a正極反應為zn2e=zn2b電池反應為zncu2=zn2cuc在外電路中，電流從負極流向正極d鹽橋中的k移向znso4溶液2關(guān)于原電池的敘述中正確的是()a構(gòu)成原電池的兩極必須是兩種不同金屬b原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置c原電池工作時總是負極溶解，正極上有物質(zhì)析出d原電池的正極是還原劑，總是溶液中的陽離子在此被還原3若某裝置發(fā)生如下反應：cu2h=cu2h2，關(guān)于該裝置的有關(guān)說法正確的是()a該裝置一定為原電池b該裝置為電解池c若為原電池，cu為正極d電解質(zhì)溶液可能是硝酸溶液4如圖是鋅、銅和稀硫酸形成的原電池，某實驗興趣小組同學做完實驗后，記錄如下：zn為正極，cu為負極h向負極移動電子流動方向為zncucu極有h2產(chǎn)生若有1 mol電子流過導線，則產(chǎn)生的h2為0.5 mol正極反應式：zn2e=zn2則上述描述合理的是()a bc d5 (1)將al片和cu片用導線相連，插入稀h2so4中組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式：al片()_，cu片()_。(2)若將al片和cu片用導線相連，插入濃hno3中能否組成原電池？_(填“能”或“不能”)，若能組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式：(若不能，此問不用作答)al片()_，cu片()_。【總結(jié)與反思】通過自評、互評、師評相結(jié)合對本節(jié)學習過程進行反思感悟。【參考答案】【自主預習】1 氧化還原反應，化學能，電能，2h=zn2h22活潑性，電解質(zhì)溶液，ad【預習檢測】1. d 2. c 【合作探究】探究活動一：1(1) 溶解，加厚變亮，變淺，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，化學能轉(zhuǎn)化為電能；(2)鋅，鋅；鋅，銅（3）zn2e=zn2； cu22e=cu；zncu2=zn2cu。(4)溶液的溫度略有升高，部分cu2直接在鋅電極上得電子被還原，部分化學能轉(zhuǎn)化成熱能。2(1)鋅片溶解，銅片加厚變亮；檢流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；cuso4溶液的顏色變淺。(2)溶液的溫度不升高(或無變化)， cuso4溶液中的cu2不能移向鋅片得電子被還原。(3)zn2；cu2；正極，負極(4) 不偏轉(zhuǎn)。如果要使檢流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該裝置中必須形成閉合回路，若取出鹽橋，很顯然該裝置未構(gòu)成閉合回路，檢流計指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。3 (1)無法形成閉合回路，反應不能進行，可控制原電池反應的進行。(2)單純的電極反應，有利于最大程度地將化學能轉(zhuǎn)化為電能。歸納總結(jié)1把氧化反應和還原反應分開，負，氧化，正還原。2 (1)負極，較強，氧化，氧化反應。(2)正極，較差，還原，還原反應。3 (1)負極，負極(2)負極，正極。【學以致用】1. c 2. pt(或c)2fe32e=2fe2cucu2e=cu2fecl3溶液探究活動二1判斷依據(jù)正極負極電極材料不活潑金屬或非金屬導體活潑金屬電子流向電子流入電子流出電極反應還原反應氧化反應電極現(xiàn)象電極增重或產(chǎn)生氣體電極減輕2 (1)2h2e=h2fe2e=fe2feh2so4=feso4h2(2)2ag2e=2agcu2