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1、第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能电池电池第1章 化学反应与能量转化第第1课时原电池的工作原理课时原电池的工作原理原电池的工原电池的工作原理作原理 本节知识目录学习探究学习探究目标定位目标定位知识回顾知识回顾自我检测自我检测探究点二探究点二 原电池的电极判断原电池的电极判断 及电极反应式的书写及电极反应式的书写探究点一探究点一: : 原电池的工作原理原电池的工作原理 学习目标定位1.以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理。以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理。2.会正确判断原电池的正极和负极。会正确判断原电池的正极和负极。3.学会原电池电极反应式的书写方法。学会原电池电极反应式的书写
2、方法。学习重难点：学习重难点：原电池的工作原理原电池的工作原理。知识回顾氧化还原氧化还原 电能电能 化学能化学能 Zn2H=Zn2H2知识回顾活动性活动性 电解质溶液电解质溶液 自发地氧化还原反应自发地氧化还原反应 AD 电极电极相同相同为非电为非电解质解质未形成闭未形成闭合回路合回路疑难解析疑难解析疑难解析疑难解析探究点一探究点一 ：原电池的工作原理原电池的工作原理 -+e-e-e-Cu2+Cu2+SO42-SO42-溶解溶解 加厚变亮加厚变亮 变浅变浅 发生偏转发生偏转 化学能转化为电能化学能转化为电能 锌锌 铜铜 铜铜 锌锌 锌锌 铜铜 溶液的温度略有升高溶液的温度略有升高 还还有部分有
3、部分Cu2直接在直接在锌电锌电极上得极上得电电子被子被还还原，部原，部 分化学能转化成热能分化学能转化成热能 学习探究锌片溶解，铜片加厚变亮锌片溶解，铜片加厚变亮 检流计指针发生偏转检流计指针发生偏转 CuSO4溶液的颜色变浅溶液的颜色变浅溶液的溶液的温度不升高温度不升高CuSO4溶液中的溶液中的Zn2Cu2正正 负负 不偏转。如果要使检流计指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路，不偏转。如果要使检流计指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路，若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，检流计指针不会发生偏转。若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，检流计指针不会发生偏转。Cu2不能移向锌片得电
4、子被还原不能移向锌片得电子被还原(2)两个半电池完全隔开，两个半电池完全隔开，Cu2无法移向锌片，可以获得单纯的电极反应，有利于无法移向锌片，可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。最大程度地将化学能转化为电能。3实验结论：与问题实验结论：与问题1中的原电池装置相比较，问题中的原电池装置相比较，问题2中双液原电池具有哪些特点中双液原电池具有哪些特点?(1)具有盐桥。取下盐桥，无法形成闭合回路，反应不能进行，可控制原电池反具有盐桥。取下盐桥，无法形成闭合回路，反应不能进行，可控制原电池反应的进行。应的进行。归纳总结归纳总结(1)电解质溶液：一般能与负极反应，或者溶解在溶液中的
5、物质电解质溶液：一般能与负极反应，或者溶解在溶液中的物质(如如O2)与负极反应。与负极反应。(2)电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属导体作正极。电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属导体作正极。1.原电池原理是把氧化反应和还原反应分开进行，还原剂在负极上失去电子发生氧原电池原理是把氧化反应和还原反应分开进行，还原剂在负极上失去电子发生氧 化反应，电子通过导线流向正极，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。化反应，电子通过导线流向正极，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。2.原电池电极及电极反应特点原电池电极及电极反应特点(1)负极为电子流出极，相对活泼，通
6、常是活动性较强的金属或某些还原剂，电极被氧负极为电子流出极，相对活泼，通常是活动性较强的金属或某些还原剂，电极被氧化，发生氧化反应。化，发生氧化反应。(2)正极为电子流入极正极为电子流入极, 相对不活泼相对不活泼, 通常是活动性较差的金属或非金属导体通常是活动性较差的金属或非金属导体, 一般是一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被还原，发生还原反应。电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被还原，发生还原反应。3.原电池的设计原电池的设计从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
7、关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。择合适的电解质溶液和两个电极。题目解析题目解析题目解析题目解析活学活用活学活用铜片、银片、铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、溶液、AgNO3溶液、盐桥构成一个原电溶液、盐桥构成一个原电池，池，Cu作负极，作负极，Ag作正极，其作正极，其电极反应分别为负极：电极反应分别为负极：Cu2e=Cu2，正极：，正极：2Ag2e=2Ag，盐桥起到了传导离，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子子、形成闭合回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流的流向是由负极流向正极，电流的方向与电子的流向相反，因此的方向与电子的流向相反，因此C正确。正确。C Cu2e=Cu
8、2Pt(或或C)2Fe32e=2Fe2CuFeCl3溶液溶液+2+30+2失电子，作负极失电子，作负极作电解质溶液作电解质溶液正极为比铜不活泼的金属或惰性电极正极为比铜不活泼的金属或惰性电极探究点二探究点二 ：原电池的电极判断及电极反应式的书写原电池的电极判断及电极反应式的书写 不活泼金属或不活泼金属或非金属导体非金属导体 活泼金属活泼金属 电子流入电子流入 电子流出电子流出 还原反应还原反应 氧化反应氧化反应 电极增重或电极增重或产生气体产生气体 电极减轻电极减轻 (1)正极反正极反应应_；负负极反极反应应_；总总反反应应方程式方程式_。(2)正极反正极反应应_；负负极反极反应应_；总总反反
9、应应方程式方程式_。FeH2SO4=FeSO4H2H2e=H2Fe2e=Fe23.有一纽扣电池，其电极分别为有一纽扣电池，其电极分别为Zn和和Ag2O，以，以KOH溶液为电解质溶液，电池的溶液为电解质溶液，电池的 总反应为总反应为ZnAg2OH2O=2AgZn(OH)2。 (1)Zn发生发生_反应，是反应，是_极，电极反应式是极，电极反应式是_。 (2)Ag2O发生发生_反应，是反应，是_极，电极反应式是极，电极反应式是_。负负 氧化氧化Zn2OH2e=Zn(OH)2还原还原正正Ag2O2eH2O=2Ag2OH2.写出下表中原写出下表中原电电池装置的池装置的电电极反极反应应和和总总的化学反的化
10、学反应应方程式：方程式：负负极材料极材料正极材料正极材料电电解解质质溶液溶液(1)铁铁铜铜稀硫酸稀硫酸(2)铜铜银银硝酸硝酸银银Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag2Ag2e=2AgCu2e=Cu2归纳总结归纳总结1一般电极反应式的书写方法：一般电极反应式的书写方法： (3)两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。(1)定电极，标得失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电定电极，标得失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。极反应产物，找出得失电子的数量。(2)
11、看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的性介质中生成的H应让其结合应让其结合OH生成水。电极反应式要依据电荷守恒和生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。质量守恒、得失电子守恒等加以配平。归纳总结归纳总结2已知电池总反应式，书写电极反应式：已知电池总反应式，书写电极反应式： (3)根据质量守恒配平电极反应式。根据质量守恒配平电极反应式。(1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与产物。分析化合价，确定正极、负极的反应物与产物。(2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使
12、得失电子守恒。在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。活学活用活学活用以以NaOH溶液为电解质溶液溶液为电解质溶液时，不应生成时，不应生成Al(OH)3沉淀，沉淀，而应生成而应生成Al(OH)4电解质溶液的电解质溶液的pH应减小应减小电子通过外电路从负极流电子通过外电路从负极流向正极向正极 A 学习小结学习小结B 燃料电池两极材料可以同是石墨燃料电池两极材料可以同是石墨正极也可以放出正极也可以放出H2正极不参与化学反应正极不参与化学反应B 题目解析题目解析题目解析题目解析B 活泼的为负极活泼的为负极阳离子移向正极阳离子移向正极Zn在负极上失电子在负极上失电子解析：Al片和片和Cu片用
13、导线相连，插入稀片用导线相连，插入稀H2SO4中时，中时，Al比比Cu活泼，活泼，Al为负极，失为负极，失电子被氧化为电子被氧化为Al3，Cu为正极，溶液中的为正极，溶液中的H得电子被还原为得电子被还原为H2。解析：Al片和片和Cu片用导线相连，插入浓片用导线相连，插入浓HNO3中时，由于铝钝化，不能溶解，中时，由于铝钝化，不能溶解，Al为为正极，正极，Cu为负极，为负极，Cu失电子被氧化为失电子被氧化为Cu2。2Al6e=2Al3(或或Al3e=Al3)负极负极6H6e=3H2(或或2H2e=H2)正极正极2NO3-4H2e=2NO22H2O能能正极正极Cu2e=Cu2负极负极本讲内容结束本讲内容结束请完成课时作业请完成课时作业
