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1、化学能与电能的转化学案本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址第二单元化学能与电能的转化第1课时原电池的工作原理目标要求1.理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。2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。3.会判断原电池的正、负极，能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。一、原电池原电池定义：将化学能转变为电能的装置。2实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能。3简单原电池的构成条件：活泼性不同的两个电极，电解质溶液，形成闭合回路，能自发进行的氧化还原反应。二、原电池的工作原理工作原理：利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连
2、接起来，获得电流。以铜锌原电池为例：在ZnSo4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失电子，形成Zn2进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片；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Zn2e=Zn2；铜为正极，发生还原反应，电极反应式为cu22e=cu。总反应式为Zncu2=Zn2cu，反应是自发进行的。2闭合回路的构成：外电路：电子从负极到正极，电流从正极到负极，内电路：溶液中的阴离子移向ZnSo4溶液，阳离子移向cuSo4溶液。3盐桥盐桥中通常装有含琼胶的kcl饱和溶液。当其存在时，随着反应的进行，Zn棒中的Z
3、n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，So24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cl向ZnSo4溶液迁移，k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。知识点一原电池下列装置中能构成原电池产生电流的是答案B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=Zn2，2H2e=H2；c项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。2在图中的8个装置中
4、，属于原电池的是ABcD答案D知识点二原电池的原理3用铜片、银片、cu2溶液、AgNo3溶液、导线和盐桥构成一个原电池。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，原电池仍能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ABcD答案c解析该原电池中cu作负极，Ag作正极，负极反应式为cu2e=cu2，正极反应式为Age=Ag，因此对；在外电路中，电子由cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以对。4下图是Zn
5、和cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是No.28Date：XX.11.8实验后的记录：Zn为正极，cu为负极。H向负极移动。电子流动方向Zncu。cu极上有H2产生。若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol。正极的电子反应式为：ZnZn2e。ABcD答案B解析本题考查了锌、铜和稀H2So4构成的原电池的基本工作原理。Zn比cu活泼，Zn为负极，电极反应为：Zn2e=Zn2，cu为正极，电极反应为2H2e=H2，每转移1mol电子，产生H20.5mol，电子由Zn流出，经导线流向铜片，溶液中H向正极移动，So24向负极移动，故选B。5
6、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AA>B>c>DBA>c>B>DcA>c>D>BDB>D>c>A答案c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A>B、A>c、c>D、D>B，故正确答案为c。知识点三原电池的应用6已知电极
7、材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：cucl2溶液、Fe23溶液、硫酸。按要求回答下列问题：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_。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：_。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。答案二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀能cu2e=cu22Fe32e=2Fe2解析当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。因为Fecl3能与cu发生反应：2Fecl3cu=2Fecl2cucl2，因此根据给出的条
8、件可以设计成原电池，其负极为cu，反应为cu2e=cu2，正极为石墨，电极反应式为2Fe32e=2Fe2。因为总反应式为FeH2So4=FeSo4H2，所以负极为Fe，正极可为cu、Ag或石墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图。7利用反应Fe3Zn=Fe2Zn2设计一个带盐桥的原电池，并在下面方框内画出实验装置图，并指出正极为_，电极反应式为_。负极为_，电极反应式为_。此装置中盐桥的作用为_。答案Pt2Fe32e=2Fe2ZnZn2e=Zn2使两个半电池连成一个通路；使两溶液保持电中性解析根据反应Zn2Fe3=Zn22Fe2知该反应中的氧化反应为Zn2e=Zn2，故应采用Zn片作负极，还原反应
9、为2Fe32e=2Fe2，故应选择比Zn不活泼的金属或非金属石墨等作正极，根据应选择与电极材料相同的阳离子的电解质溶液作电解液，故负极区应选含Zn2的盐溶液如ZnSo4溶液，正极区选含Fe3的溶液作电解液如Fecl3、Fe23溶液等。练基础落实在理论上不能用于设计原电池的化学反应是AH2So4Bacl2=2HclBaSo4H<0B2cH3oH3o22co24H2oH<0c4Fe22H2oo2=4Fe3H<0D3cu8HNo3=3cu22No4H2oH<0答案A2有关原电池的下列说法中正确的是A在外电路中电子由正极流向负极B在原电池中，只有金属锌作为负极c原电池工作时，阳
10、离子向正极方向移动D原电池工作时，阳离子向负极方向移动答案c解析在原电池中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是Zn；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。答案为c。3锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的电池反应是ZnAg2oH2o=2AgZn2，则负极上发生反应的物质是AAgBZn2cAg2oDZn答案D解析判断原电池的正、负极，要根据总反应式确定失电子物质和得电子物质，然后根据在原电池中失去电子的物质作负极作出判断。由题给总方程式得Zn2oH2e=Zn2，故Zn为负极。4.根据反应：2Agcu=cu22Ag，设计
11、如图所示原电池，下列说法错误的是AX可以是银或石墨By是硫酸铜溶液c电子从铜电极经外电路流向X电极DX极上的电极反应式为Age=Ag答案B解析根据题意，铜应为负极，X为正极，则X应为活泼性比铜弱的金属或导电的非金属，A项正确；电解质溶液应含Ag，B项错；在原电池中，电子从负极经外电路流向正极，Ag在正极X上得电子，Age=Ag，故c、D项正确。5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
12、固体，乙中的石墨电极为负极答案D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。6.科学家正在研究高铁可充电电池，据研究人员推测，这种电池具有容量大、放电电流大、稳定性好等优点，将有广泛的应用前景。高铁电池放电时，锌、k2Feo4分别在两极上发生反应，以koH溶液为电解液，电池总反应为3Zn2k2Feo48H2o=3Zn22Fe34koH，下列说法中错误的是A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为2Feo248H2o6e=2Fe310oHc电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过1.2041023个电子，锌的质量理论上减少6.5g答案c练方法技巧7以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是A锌片溶解了1mol，铜片上析出1molH2B两极上溶解和析出的物质质量相等c锌片溶解31g，铜片上析出1gH2D锌片溶解了1mol，硫酸消耗0
