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1、第第1课时化学能转化为电能课时化学能转化为电能 第第1课时课时课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案探究整合应用探究整合应用课前自主学案课前自主学案自主学习自主学习自主学习自主学习一、原电池的定义一、原电池的定义把把_能转化为能转化为_能的装置叫做原电池。能的装置叫做原电池。二、原电池的构成条件二、原电池的构成条件(1)电极材料，两种金属活动性不同的金属或电极材料，两种金属活动性不同的金属或金属和其他导电的材料金属和其他导电的材料(非金属或某些氧化物等非金属或某些氧化物等)。 (2)两电极必须浸在两电极必须浸在_中，两电极中，两电极之间要用导线连接，形成之间要
2、用导线连接，形成_。(3)_ 反应自发进行反应自发进行化学化学电电电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路氧化还原氧化还原思考感悟思考感悟下列装置能否形成原电池，其理由是什么？下列装置能否形成原电池，其理由是什么？【提提示示】都都不不能能。第第一一个个没没有有形形成成闭闭合合回回路路；第第二二个个两两个个电电极极相相同同；第第三三个个没没有有电电解解质溶液质溶液(乙醇是非电解质乙醇是非电解质)。三、原电池的工作原理三、原电池的工作原理外电路中：较活泼金属材料作外电路中：较活泼金属材料作_，_电子，电子经外电路流向较不活泼金属或导体电子，电子经外电路流向较不活泼金属或导体(正极正极)，而使外电路中产
3、生电流。，而使外电路中产生电流。内电路中：电解质溶液内，阳离子向内电路中：电解质溶液内，阳离子向_移移动，阴离子向动，阴离子向_移动，使电流通过电解质移动，使电流通过电解质溶液。四、电极反应溶液。四、电极反应以铜以铜锌锌(稀硫酸稀硫酸)原电池为例，如图所示原电池为例，如图所示负极负极(锌锌)反应式：反应式：_，发生，发生_反应；现象：反应；现象：_。负极负极失去失去正极正极负极负极氧化氧化Zn2e=Zn2锌不断溶解锌不断溶解正正极极(铜铜)反反应应式式：2H2e=H2，发发生生_反应；现象：反应；现象：_。总反应式：总反应式：_。还原还原有气泡逸出，铜不变有气泡逸出，铜不变ZnH2SO4=Zn
4、SO4H2自主体验自主体验自主体验自主体验1关于原电池的叙述中正确的是关于原电池的叙述中正确的是()A构成原电池的必须是两种不同的金属构成原电池的必须是两种不同的金属B原电池是将化学能转变为电能的装置原电池是将化学能转变为电能的装置C原原电电池池工工作作时时总总是是负负极极溶溶解解，正正极极上上有有物物质生成质生成D原原电电池池的的正正极极是是还还原原剂剂，总总是是溶溶液液中中的的阳阳离子在此被还原离子在此被还原答案：答案：B2将将纯纯锌锌片片和和纯纯铜铜片片按按图图示示方方式式插插入入同同浓浓度度的的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()A两烧杯中铜片表面均
5、无气泡产生两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极、乙中铜片是负极甲中铜片是正极、乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的两烧杯中溶液的pH均增大均增大D产生气泡速率甲比乙慢产生气泡速率甲比乙慢答案：答案：C3对对铜铜锌锌稀稀硫硫酸酸组组成成的的原原电电池池装装置置中中，当当导导线线中中有有1 mol电电子子通通过过时时，理理论论上上的的两两极极变变化是化是()锌锌片片溶溶解解了了32.5 g锌锌片片增增重重32.5 g铜铜片上析出片上析出1 g H2铜片上析出铜片上析出1 mol H2A和和 B和和C和和 D和和答案：答案：A课堂互动讲练课堂互动讲练原电池的原理及特点原电池的原理及特点知识要点知识
6、要点实例实例概念概念将化学能转化为电能的装置将化学能转化为电能的装置自发反应：自发反应：实质实质化学能转化为电能化学能转化为电能构成构成前提前提能自发地发生氧化还原反应能自发地发生氧化还原反应构成构成条件条件两个电极两个电极电解质溶液电解质溶液(或熔融电解质或熔融电解质)“两极两极”、“一液一液”连成回连成回路路知识要点知识要点实例实例电极电极负极：还原性相对较强的材负极：还原性相对较强的材料正极：还原性相对较弱的料正极：还原性相对较弱的材料材料锌板锌板负极负极铜板铜板正极正极电极反电极反应应负极：失去电子，氧化反应负极：失去电子，氧化反应正极：得到电子，还原反应正极：得到电子，还原反应负极：
7、负极：Zn2e=Zn2正极：正极：Cu22e=Cu电极反电极反应式与应式与总反应总反应式的关式的关系系两个电极反应式加和，即得两个电极反应式加和，即得总反应式总反应式总电极反应式：总电极反应式：ZnCu2=Zn2Cu例例例例1 1 (2011年年金金华华高高一一检检测测)某某实实验验兴兴趣趣小小组组用用如如图图所所示示装装置置做做完完实实验验后后，在在读读书书卡卡片片上上记记下下了了如下如下6条记录，其中正确的是条记录，其中正确的是() z*x*x*kABC D【解解析析】本本题题考考查查了了原原电电池池的的组组成成及及反反应应原原理理。在在铜铜锌锌原原电电池池中中，锌锌为为负负极极，失失去去
8、电电子子，发发生生氧氧化化反反应应，电电极极反反应应为为Zn2e=Zn2。Cu为为正正极极，得得到到电电子子，发发生生还还原原反反应应，电电极极反反应应为为2H2e=H2。所所以以H向向正正极极移移动动，电电子子由由锌锌流流出出，经经过过导导线线流流向向铜铜，每每流流过过1 mol电电子子，生生成成0.5 mol H2，正确选项为，正确选项为。【答案答案】B变变式式训训练练1关关于于如如图图所所示示装装置置的的叙叙述述，正正确确的的是是()A铜是负极，铜片上有气泡产生铜是负极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片表面
9、被还原氢离子在铜片表面被还原解解析析：选选D。以以稀稀硫硫酸酸作作为为电电解解质质溶溶液液的的CuZn原原电电池池中中，Zn作作为为负负极极，发发生生的的反反应应为为：Zn2e=Zn2，现现象象为为锌锌片片质质量量减减少少；铜铜作作为为正正极极，发发生生的的反反应应为为：2H2e=H2，现现象象为为铜铜片片上上有有气气泡泡产产生生。电电子子从从锌锌片片流流出出经经导导线流入铜片，电流从铜片流入锌片。线流入铜片，电流从铜片流入锌片。原电池原理的应用原电池原理的应用1加快氧化还原反应速率加快氧化还原反应速率如如实实验验室室用用Zn和和稀稀H2SO4(或或稀稀盐盐酸酸)反反应应制制H2，常常用用粗锌
10、，它产生粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀稀H2SO4形形成成原原电电池池，加加快快了了锌锌的的腐腐蚀蚀，使使产产生生H2的速率加快。的速率加快。2比较金属的活泼性强弱比较金属的活泼性强弱原原电电池池中中，一一般般活活泼泼性性强强的的金金属属为为负负极极，活活泼泼性性相相对对较较弱弱的的金金属属为为正正极极。例例如如，有有两两种种金金属属A和和B，用用导导线线连连接接后后插插入入到到稀稀硫硫酸酸中中，观观察察到到A极极溶溶解解，B极极上上有有气气泡产生，由原电池原理可知，金属活泼性泡产生，由原电池原理可知，金属活泼性AB。例例例例2 2 (20
11、11年年宁宁波波高高一一检检测测)把把a、b、c、d四四块块金金属属板板浸浸入入稀稀硫硫酸酸中中，用用导导线线两两两两相相连连，可可以以形形成成原原电电池池。若若a、b相相连连时时，a为为负负极极；c、d相相连连时时，c溶溶解解；a、c相相连连时时，c极极上上产产生生大大量量气气泡泡；b、d相相连连时时，b极极上上有有大大量量气气泡泡。四四块块金金属属的的活活动性顺序是动性顺序是()Aacdb BcabdCacbd Dcadb【解解析析】该该题题考考查查根根据据原原电电池池原原理理比比较较金金属属的的活活动动性性强强弱弱。较较活活泼泼的的金金属属为为负负极极，被被氧氧化化溶溶解解；相相对对不不
12、活活泼泼的的金金属属为为正正极极，冒冒气气泡泡或或析析出出金金属属。所以，四块金属的活动顺序是所以，四块金属的活动顺序是acdb。【答案答案】A【规律方法规律方法】金属活泼性的判断依据：金属活泼性的判断依据：(1)单质与水或酸反应难易：反应越剧烈，该金属越单质与水或酸反应难易：反应越剧烈，该金属越活泼。活泼。(2)最高价氧化物的水化物的碱性强弱：碱性越强，最高价氧化物的水化物的碱性强弱：碱性越强，金属越活泼。金属越活泼。(3)金属间的置换反应：若金属间的置换反应：若A能从能从B的盐溶液中置换出的盐溶液中置换出B，则，则A的活泼性比的活泼性比B的强。的强。(4)简单阳离子氧化性强弱：氧化性越强，
13、该金属的简单阳离子氧化性强弱：氧化性越强，该金属的活泼性越弱。活泼性越弱。(5)两金属构成原电池时，作负极两金属构成原电池时，作负极(或电子流出，电流或电子流出，电流流入或发生氧化反应等流入或发生氧化反应等)的金属比作正极的金属比作正极(或电子流或电子流入，电流流出或发生还原反应等入，电流流出或发生还原反应等)的金属活泼性强。的金属活泼性强。变式训练变式训练2解解析析：选选D。在在氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液中中能能反反应应生生成成气气体体的金属，其活泼性不一定强，如的金属，其活泼性不一定强，如Mg和和Al。设计原电池设计原电池从从理理论论上上说说，任任何何一一个个能能自自发发进进行行的的氧氧化化
14、还还原原反反应应都都可可以以设设计计成成原原电电池池。例例如如，利利用用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2的的氧氧化化还还原原反反应应可可设设计计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：负极负极(Cu)：Cu2e= Cu2(氧化反应氧化反应)正极正极(C)：2Fe32e=2Fe2(还原反应还原反应)例例例例3 3 现有如下两个反应：现有如下两个反应：(A)NaOHHCl=NaClH2O(B)ZnH2SO4=ZnSO4H2(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池根据两反应本质，判断能否设计成原电池_。(2)如果不能，说明其原因如果不能，说明
15、其原因_。(3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式、电解质溶液名称：应式、电解质溶液名称：负极：负极：_，_；正极：正极：_，_。电解质溶液：电解质溶液：_。【解解析析】解解答答本本题题应应先先根根据据原原电电池池的的实实质质发发生生氧氧化化还还原原反反应应，判判断断出出能能否否设设计计成成原原电电池池，再再根根据据判判断断原原电电池池的的正正负负极极的的方方法法进进行行分分析析求求解解。由由于于原原电电池池的的实实质质是是发发生生氧氧化化还还原原反反应应，所所以以，只只有有发发生生氧氧化化还还原原反反应应才才能能设设计计成成原原电电池池。对对于于
16、：ZnH2SO4=ZnSO4H2，Zn失失去去电电子子作作原原电电池池的的负负极极，H得得到到电电子子在在正正极极上上发发生生还还原原反反应应，正正极极为为活活泼泼性性比比Zn弱弱的的导导电电固固体体材材料料，如如Cu、Ag、石墨等。、石墨等。【答案答案】(1)(A)不能；不能；(B)能能(2)(A)的反应为非氧化还原反应，没有电子转移的反应为非氧化还原反应，没有电子转移(3)锌锌Zn2e=Zn2铜铜(银、石墨等银、石墨等)2H2e=H2稀硫酸稀硫酸变式训练变式训练3利用反应利用反应Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2设计一个原电池。在图中方格内画出实验设计一个原电池。在图中方格内画出实验
17、装置图，并指出正极为装置图，并指出正极为_，电极反应式为，电极反应式为_；负极为负极为_，电极反应式为，电极反应式为_。解解析析：先先将将反反应应拆拆成成得得电电子子和和失失电电子子的的两两个个电电极极反反应应，再再结结合合原原电电池池的的电电极极反反应应特特点点进进行行分分析析。Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2可可拆拆为为两两个个电电极极反反应应：失失电电子子反反应应：Zn2e=Zn2，得得电电子子反反应应：2Fe32e=2Fe2，根根据据原原电电池池的的电电极极反反应应特特点点知知，该该电电池池用用Zn作作负负极极，正正极极要要保保证证Fe3得得到到负负极极失失去去的的电电子子，一
18、一般般用用不不能能还还原原Fe3的的材材料料，如如碳碳棒棒、铂铂等等，电电解解液液须须提提供供Fe3，可用，可用FeCl3溶液。溶液。答案：答案： Pt2Fe32e=2Fe2ZnZn2e=Zn2探究整合应用探究整合应用探究铝电极在原电池中的作用探究铝电极在原电池中的作用在在原原电电池池中中，电电解解质质溶溶液液的的浓浓度度、酸酸碱碱性性等等会会影影响响电电极极反反应应，使使发发生生的的电电极极反反应应有有区区别别，电电极极材材料料(负负极极)是是否否参参加加反反应应也也与与电电解解质质溶溶液液有有关关，在在书书写电极反应时应注意分析。写电极反应时应注意分析。例例例例 某某化化学学兴兴趣趣小小组
19、组为为了了探探究究铝铝电电极极在在原原电电池池中中的的作作用用，设设计计并并进进行行了了以以下下一一系系列列实实验验，实实验验结结果记录如下：果记录如下：编号号 电极材料极材料电解解质溶液溶液电流流计指指针偏偏转方向方向1Mg、Al稀稀盐酸酸偏向偏向Al2Al、Cu稀稀盐酸酸偏向偏向Cu3Al、C(石墨石墨)稀稀盐酸酸偏向石墨偏向石墨4Mg、Al氢氧化氧化钠溶液溶液偏向偏向Mg5Al、Zn浓硝酸硝酸偏向偏向Al根据表中的实验现象回答下列问题：根据表中的实验现象回答下列问题：(1)实实验验1、2中中Al所所作作的的电电极极(正正极极或或负负极极)是是否否相同相同_(填填“是是”或或“否否”)。(
20、2)对实验对实验3完成下列填空：完成下列填空：铝为铝为_极，电极反应式：极，电极反应式：_。石墨为石墨为_极，电极反应式：极，电极反应式：_。电池总反应方程式：电池总反应方程式：_。(3)实验实验4中铝作负极还是正极中铝作负极还是正极_，理由是，理由是_。写出铝电极的电极反应式写出铝电极的电极反应式_。(4)解释实验解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：中电流计指针偏向铝的原因：_。(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：或负极的因素：_。【解解析析】在在这这样样的的原原电电池池中中，相相对对较较活活泼泼的的金金属属材材料料作作负负极极
21、。在在稀稀盐盐酸酸中中的的活活泼泼性性MgAl、AlCu。由由实实验验1和和2可可知知，在在这这里里的的原原电电池池中中电电流计指针是偏向正极。流计指针是偏向正极。在在实实验验3中中电电流流计计指指针针偏偏向向石石墨墨，由由上上述述规规律律可可知知，Al是是负负极极，石石墨墨是是正正极极。化化学学反反应应是是Al失失去去电电子子被被氧氧化化为为Al3，盐盐酸酸中中的的H得得到到电电子子被被还还原为原为H2。在在NaOH溶溶液液中中活活泼泼性性AlMg，则则Al是是负负极极，Mg是正极。是正极。Al在在浓浓硝硝酸酸中中被被钝钝化化，Zn在在浓浓硝硝酸酸中中被被氧氧化化，即即在在浓浓硝硝酸酸中中活活泼泼性性ZnAl，Zn是是负负极极，Al是是正正极极，所以在实验所以在实验5中电流计指针偏向中电流计指针偏向Al。【答案答案】(1)否否(2)负负2Al6e=2Al3正正6H6e=3H22Al6HCl=2AlCl33H2(3)负极在负极在NaOH溶液中，活泼性溶液中，活泼性AlMg2Al6e8OH=2AlO4H2O(4)在在浓浓硝硝酸酸中中，活活泼泼性性ZnAl，Zn是是原原电电池池的的负极负极(5)另另一一个个电电极极材材料料的的活活泼泼性性；电电解解质质溶溶液液的氧化性的氧化性
