《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）原电池的工作原理导学案1 鲁科版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《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）原电池的工作原理导学案1 鲁科版选修（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一年来,虽然作了一些工作,但与上级要求和职工期望还有较大差距,现根据民主生活会的要求,结合本次民主生活批评与自我批评这一主题第1章第3节 化学能转化为电能-电池第1课时原电池的工作原理【学习目标】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、学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。3、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
2、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。【学习过程】一、原电池1氧化还原反应的本质是什么？2锌片与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 离子方程式为 。3实验（1）反应原理：在ZnSO4溶液中，锌片逐渐 ，即Zn被 ，形成 进入溶液中，电子通过导线流向 ，CuSO4溶液中的 从铜片上得到电子而还原成 。（2）电极反应负极 （发生氧化反应(失电子)）正极 （发生还原反应(得电子)）总反应 ；或 ；原电池正负极应
3、根据氧化还原反应确定，活泼金属不一定是负极。4盐桥中，盐溶液是 ，能使两个烧杯中的溶液连戍一个 ，取出盐桥，电流就 （产生或不产生）。5负极用还原性较 的物质，负极向外电路提供 ；正极用氧化性较 的物质，正极从外电路得到 。6.在原电池内部，两极浸在电解质溶液中，并通过 的定向运动而形成内电路，放电时，负极上的电子通过导线流向 ，再通过溶液中的 形成的内电路构成环路。7. 原电池是 装置。二、原电池原理分析：把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯里，可以看到锌片上有气泡产生，铜片上没有气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来（如下图），观察铜片上有没有气泡产生？在导线中间接入一个电流表，
4、观察电流表的指针是否偏转。实验结果表明，用导线连接后，锌片不断溶解，铜片上有气泡产生。电流表的指针发生偏转，这说明导线中有电流通过。工作原理：利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。以铜锌原电池为例：1在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被 ，锌原子 电子，形成 进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向 ；CuSO4溶液中，Cu2从铜片上得电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上。锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为 ；铜为正极，发生还原反应，电极反应式为 。总反应式为 ，反应是自发进行的。2闭合回路的构成：外电路：电子从 到 ，电流从 到 ，内电路：溶液中的阴离子移向
5、ZnSO4溶液，阳离子移向CuSO4溶液。3盐桥盐桥中通常装有含 的 饱和溶液。当其存在时，随着反应的进行，Zn棒中的Zn原子失去电子成为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，SO过多，溶液带负电荷。当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的继续进行。盐桥的存在就避免了这种情况的发生，其中 向ZnSO4溶液迁移， 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。三、电极反应式的书写：1. 如果题目给定的是图示装置，先分析 极，再根据 极规律（负氧正还）书写电极反应式。2. 如果题目给定的是总反应式，可分
6、析此反应中的 反应或 反应，再选择某一极上的简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或用 减去已写出的电极反应式即可。原电池导学案参考答案一、原电池1反应物之间的电子转移。2ZnCuSO4= Zn SO4Cu ZnCu2 = Zn2Cu3（1）溶解、氧化、Zn2、铜片、Cu2、铜。（2）电极反应4电解质、通路、产生。5强、电子、强、电子。6. 正负离子、正极、离子。7. 把化学能 转变为电能 的装置二、原电池原理分析：1. 氧化 失 Zn2 铜片 Zn2e=Zn2 Cu22e=Cu ZnCu2=Zn2Cu2. 负极 正极 、 正极 负极3. 琼胶 KCl Cl K三、电极反应式的
7、书写：1. 正、负 正、负2. 氧化 还原 总反应式四、检测题1. 下列装置中能构成原电池产生电流的是()2. 把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为()AABCD BACBD CACDB DBDCA3. 一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，则有关此电池推断正确的是()A通入乙烷的电极为正极B参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度减
8、少D负极反应式为C2H66H2O14e=2CO18H4. 控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上的Fe3被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极5. 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应式为C6H12O66H2O24e=6CO224HC放电过程中，H从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标
9、准状况下CO2气体 L 6. 已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因_。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？_。若能，请写出电极反应式，负极：_，正极：_。(若不能，后两空不填)(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。参考答案1. 【解析】A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池的构成条件，两电极发生的反应分别是Zn2e
10、=Zn2，2H2e=H2；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。【答案】B2. 【解析】金属组成原电池，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极。负极被氧化，质量减轻，正极发生还原反应，有物质析出，由题意得活动性AB、AC、CD、DB，故正确答案为C。【答案】C3. 【解析】乙烷燃烧的化学方程式为2C2H67O24CO26H2O，在该反应中氧气得电子，乙烷失电子，因此通入氧气的电极为正极，而通入乙烷的电极为负极，故A答案错误；反应中参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比应为27，故B答案错误；考虑到该电池是以KOH为电解质溶液的，生成的CO2会和KOH反应转化成K2CO3，反应中消耗
11、KOH，KOH的物质的量浓度减少，故C答案正确；由于该电池是以KOH溶液为电解液的，D答案中负极生成的H显然在溶液中是不能存在的，故D答案错误。考虑到电解质溶液的影响，此时该电池的总反应式应为2C2H68KOH7O24K2CO310H2O，正极反应式为14H2O7O228e=28OH(正极氧气得电子，理论上形成O2，但该粒子在水中不稳定，必须以OH形式存在)，负极反应式可用总反应式减去正极反应式得到：2C2H636OH28e=4CO24H2O。【答案】C4. 【解析】由反应2Fe32I2Fe2I2可知，反应开始时，甲中Fe3发生还原反应，乙中I发生氧化反应；当电流计读数为零时，则反应达到了平衡
12、状态，此时在甲中溶入FeCl2固体，平衡向逆反应方向移动，乙中I2发生还原反应，则乙中石墨电极为正极；故选D。【答案】D5. 【解析】由葡萄糖微生物燃料电池结构示意图可知，此燃料电池是以葡萄糖为燃料，以氧气为氧化剂，以质子交换膜为隔膜，以惰性材料为电极的一种燃料电池。由于是微生物电池，而微生物的生存温度有一定的范围，所以高温下微生物不一定能够生存，A错误；放电时，负极：C6H12O6被微生物分解成CO2、H和电子，电极反应式：C6H12O66H2O24e=6CO224H，B正确；负极产生的H透过质子交换膜进入正极室，C错误；负极产生的电子沿外电路从负极流向正极，在正极室与H和氧气发生反应生成水。总反应方程式为C6H12O66O2=6CO26H2O，由总反应方程式可知：每消耗1 mol氧气，理论上可以生成标准状况下CO2气体22.4 L，D错误。【答案】B6. 【解析】(1)当Cu、Al导线连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。(2)因为FeCl3
