2022高二化学学案41原电池(人教版选修4).docx

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1、4.1 原电池 学案人教版选修4 学习目标1.了解原电池的工作原理，能写出电极反响和电池反响方程式。2.掌握构成原电池的条件。3.能设计原电池装置。重点难点电极反响和电池反响方程式的书写。1原电池原理(1)概念：利用_反响原理将_能转化为_能的装置。(2)原电池工作原理(以锌铜原电池为例)装置示意图现象锌片_，铜片上有_，电流表指针发生_电极Zn电极Cu电极电极名称得失电子失电子得电子电子流向反响类型电极反应式总反响式2.原电池形成的条件(1)两个_不同的电极(材料可以是金属或非金属)负极：活泼性_，_电子发生氧化反响。正极：活泼性_，_电子发生复原反响。(2)电极均插入_中。(3)构成_。(

2、4)能自发地发生的_反响。3以下装置中，属于原电池的是()4关于以下列图装置的表达，正确的选项是()A铜是阳极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片外表被复原后生成H25理论上，能自发进行的氧化复原反响均能设计成原电池。实际设计时应该注意以下几方面。(1)外电路负极(_的物质)正极(2)内电路将两极浸入_溶液中，使正、负离子作_。(3)闭合电路一、原电池的正负极的判断方法1由组成原电池的两极材料判断较活泼的金属为_极，较不活泼的金属或能导电的非金属为_极。2根据电流方向或电子流向判断外电路中，电流由_极流向_极，电子由_极流向_极。3根据原电池电解质溶液中

3、离子的移动方向判断在原电池电解质溶液中，阳离子移向_极，阴离子移向_极。4根据原电池中两极发生的反响判断原电池中，负极总是发生_反响，正极总是发生_反响。假设给出一个总方程式，那么可根据化合价升降来判断。5根据电极质量的变化判断原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为_极；反之，如果某一电极质量减轻，那么该电极溶解，为_极。6根据电极上有气泡产生判断原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反响，说明该电极为_极。7根据某电极(X)附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反响发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，

4、X极附近的pH增大了，说明X极为_极。思考：镁铝电极在稀H2SO4中构成原电池时，正、负极材料分别是什么假设将电解质溶液改为NaOH溶液，正、负极材料又分别是什么分别写出两种溶液中的电极反响。典例1将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下表达正确的选项是()A两烧杯中铜片外表均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速率甲比乙慢听课记录：变式训练1(1)假设例1中甲装置的电极分别为铁、铜，电解质溶液为浓HNO3，那么原电池正、负极分别是什么(2)利用装置乙现有材料，如何加快反响速率二、原电池的设计从理论上讲，任何一个自发的氧化复原反

5、响，都可以设计成原电池。1根本依据构成原电池的根本条件，也是进行原电池设计的根本依据。(1)根据电池反响写出电极反响；(2)找出两极材料(电极材料)；(3)找出电解质溶液；(4)形成闭合回路。2电解质溶液及电极材料的选择(1)电解质溶液的选择电解质是使_极放电的物质，因此电解质溶液一般要能与_极发生反响，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与_极发生反响。(2)电极材料的选择在原电池中，选择复原性较强的金属作_极，易导电且比_极材料活动性弱的物质作_极。3设计思路设计思路实例以自发的氧化复原反响为根底ZnH2SO4=ZnSO4H2把氧化复原反响分解为氧化反响和复原反响两个半反响，从而确定电极反响氧

6、化反响(_极)：_复原反响(_极)：_以两极反响为原理，确定电极材料及电解质溶液负极材料：_正极材料：_电解质溶液：_画出示意图典例2利用反响Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2，设计一个原电池，在下边方框内画出实验装置图，并指出正极为_，电极反响式为_；负极为_，电极反响式为_。听课记录：变式训练2对于如下列图的原电池，对其中的电解质溶液有以下猜想：猜想一：必须是能与负极发生反响的电解质。猜想二：任意的电解质溶液均可在如图装置中构成原电池。(1)为了证明猜想是正确的，请配齐实验用品：锌片、铜片、导线、检流计、稀硫酸、_。(2)你应该做怎样的简单操作_。假设_，那么说明猜想二是正确的。(3

7、)该电池的电流方向为：_。三、电极反响和电池反响的书写方法1书写原那么(1)遵守质量守恒和电荷守恒。(2)正、负极的电极反响式通过加合消去电子即为电池反响式。(3)弱电解质、气体或难溶物均以化学式表示，其余以离子符号表示。2书写方法(1)根据给出的化学方程式或图示装置确定原电池的正、负极，弄清正、负极上发生反响的物质。题目给定总反响式：分析有关元素的化合价变化情况，化合价升高的物质发生氧化反响即负极反响；化合价降低的物质发生复原反响即正极反响。题目给定图示装置：先确定正、负极，再根据正、负极反响规律书写电极反响式。(2)注意电解质溶液的成分及其对正、负极反响产物的影响，正、负极产物可根据题意或

8、根据化学方程式确定。典例3写出下表中电池装置的电极反响和总的化学反响方程式：负极材料正极材料电解质溶液(1)铁铜硫酸(2)铜银硝酸银(1)正极反响_；负极反响_；总反响方程式_。(2)正极反响_；负极反响_；总反响方程式_。听课记录：变式训练3由锌片、铜片和200mL稀H2SO4组成的原电池如以下列图所示。(1)原电池的负极反响是_，正极反响是_。(2)电流的方向是_。(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时，H2SO4恰好消耗一半。那么产生这些气体的同时，共消耗_g锌，有_个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是_(设溶液体积不变)。课前准备区1(1)氧化复原化学电(

9、2)逐渐溶解红色物质沉积偏转负极正极流出流入氧化反响复原反响Zn2e=Zn2Cu22e=CuZnCu2=CuZn22(1)活泼性强失去弱得到(2)电解质溶液(3)闭合回路(4)氧化复原3D利用组成原电池的条件分析：A项两电极相同；B项酒精为非电解质；C项缺少盐桥；E项有外加电源，只有D项符合。4D此题主要考查有关原电池的知识，由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被复原为H2；原电池只分正、负极，不用阴、阳极表示，电流与电子流向相反。5(1)复原性较强(2)电解质定向移动(3)负极正极课堂活动区一、1负正2.正负负正3.正负4.氧化复

10、原5.正负6.正7正思考：在稀硫酸溶液中，正极为Al，负极为Mg，电极反响为：正极：2H2e=H2负极：Mg2e=Mg2在NaOH溶液中，正极为Mg，负极为Al，电极反响为：正极：6H6e=3H2负极：2Al8OH6e=2AlO4H2O典例1C由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件。其中铜的活泼性不如锌强，故铜作正极，发生的电极反响为2H2e=H2；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反响：Zn2H=Zn2H2，由于两者都消耗H，故溶液的pH都增大。由于原电池的形成，故甲的反响速率比乙快。变式训练1(1)Cu为负极，Fe为正极。(2)让锌片与铜片接触，形成原

11、电池。二、2(1)负负负(2)负负正3负Zn2e=Zn2正2H2e=H2Zn石墨或比锌活泼性差的金属稀硫酸典例2实验装置图如图：Pt2Fe32e=2Fe2CuCu2e=Cu2解析根据的氧化复原反响设计原电池的思路是：首先将的反响拆成两个半反响(即氧化反响和复原反响)：Cu2e=Cu2，2Fe32e=2Fe2；然后结合原电池的电极反响特点，分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极要保证Fe3得到负极失去的电子，一般用不能复原Fe3的材料如Pt或碳棒等，电解质溶液只能用含Fe3的电解质溶液，如FeCl3溶液等。变式训练2(1)NaCl溶液(或其他电解质溶液)(2)将稀H2SO4换成NaCl溶液

12、检流计指针发生偏转(3)从铜片流向锌片典例3(1)2H2e=H2Fe2e=Fe2FeH2SO4=FeSO4H2(2)2Ag2e=2AgCu2e=Cu2Cu2Ag=Cu22Ag解析负极失电子，发生氧化反响，正极得电子，发生复原反响，根据活泼性，(1)中铁作负极，(2)中铜作负极。变式训练3(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)由Cu极流向Zn极(3)4.8759.0310220.75molL1解析产生0.075molH2，通过0.075mol20.15mol电子，消耗0.075molZn和0.075molH2SO4。所以m(Zn)0.075mol65 gmol14.875 g，N(e)0.15mol6.021023mol19.031022，c(H2SO4)0.75molL1。参考答案