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第一節(jié)原電池第1課時原電池的工作原理[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.理解原電池的工作原理,能根據(jù)電極反應(yīng)、電流方向或離子的移動方向判斷原電池的正極和負(fù)極。2.能設(shè)計簡單的原電池并能理解原電池工作原理的應(yīng)用。一、原電池的工作原理1.實驗探究含鹽橋的鋅銅原電池的工作原理(1)實驗現(xiàn)象:兩種電池均產(chǎn)生電流,鋅片________,銅片上________________,電流表指針發(fā)生________。(2)實驗結(jié)論:兩種裝置均能構(gòu)成原電池,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。(3)分析上述原電池的工作原理負(fù)極正極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型________反應(yīng)________反應(yīng)電池總反應(yīng)電子流向由____極通過導(dǎo)線流向____極離子移向陽離子移向____極,陰離子移向____極(4)根據(jù)以上實驗探究回答下列問題:①鹽橋(裝有含KCl飽和溶液的瓊脂)中離子移動方向:________移向ZnSO4溶液,________移向CuSO4溶液。鹽橋在原電池裝置中的作用是_____________________________________。②對比圖Ⅰ與圖Ⅱ兩裝置,能更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是________,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.原電池(1)定義:把________能轉(zhuǎn)化為____能的裝置。(2)構(gòu)成條件(1)理論上,任何的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池()(2)在原電池中,發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極()(3)在鋅銅原電池中,因為有電子通過電解質(zhì)溶液形成閉合回路,所以有電流產(chǎn)生()(4)一般來說,帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高()(5)利用圖1能實現(xiàn)Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑()(6)圖2能驗證鋅與硫酸銅反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移()(1)下列反應(yīng)理論上能設(shè)計成原電池的是__________(填序號)。①HCl+NaOH=NaCl+H2OΔH<0②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH<0③4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH<0(2)下列裝置中,能構(gòu)成原電池的是______(填序號),能構(gòu)成原電池的指出電極的名稱并寫出電極反應(yīng)式。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________原電池中正、負(fù)極的判斷判斷依據(jù)負(fù)極正極電子流動方向電子流出極電子流入極電解質(zhì)溶液中陰、陽離子定向移動的方向陰離子移向的電極陽離子移向的電極電流方向電流流入極電流流出極兩極發(fā)生的反應(yīng)失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)得電子,發(fā)生還原反應(yīng)電極材料一般是活動性較強的金屬活動性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬二、原電池工作原理的應(yīng)用1.加快化學(xué)反應(yīng)速率當(dāng)試管a中滴入少量CuSO4溶液后,觀察到其中產(chǎn)生氣泡的速率較試管b中的________,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.比較金屬的活動性強弱原電池的兩極為兩種不同金屬時,一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑(注意電解質(zhì)溶液的種類)。3.設(shè)計原電池的一般思路首先將氧化還原反應(yīng)拆分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)。其次確定正、負(fù)極選擇電極材料,還原劑(一般為比較活潑的金屬)為負(fù)極,比較不活潑的金屬或惰性電極為正極。最后用導(dǎo)線連接兩個電極并插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路,如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行,中間應(yīng)用鹽橋連接。1.某單液原電池的總反應(yīng)為Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,下列關(guān)于該反應(yīng)的電池設(shè)計正確的是()A.正極材料為Cu,電解質(zhì)溶液為CuCl2B.負(fù)極材料為Ag,電解質(zhì)溶液為AgNO3C.正極材料為C,電解質(zhì)溶液為AgNO3D.負(fù)極材料為Cu,電解質(zhì)溶液為CuSO42.有a、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下:實驗裝置部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減小,b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生,c極無變化d極溶解,c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是____________。3.利用反應(yīng)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,設(shè)計一個原電池裝置。(1)在下圖方框中畫出兩種原電池裝置圖,標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液。單液原電池裝置圖帶鹽橋的雙液原電池裝置圖(2)寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極:________________________________________________________________________。正極:________________________________________________________________________。4.某探究活動小組想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序,有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片作電極,但甲同學(xué)將電極放入6mol·L-1稀硫酸中,乙同學(xué)將電極放入6mol·L-1NaOH溶液中,如圖所示。(1)如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬,則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”,則甲會判斷出__________(填寫元素符號,下同)活動性更強,而乙會判斷出________活動性更強。由此實驗,可得到的結(jié)論是_______________________________________________________。(2)上述實驗也反過來證明了“利用金屬活動性順序直接判斷原電池中正、負(fù)極”的做法__________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠,則請你提出另一個判斷原電池正、負(fù)極可行的實驗方案:_
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