（专题）原电池的工作原理学案.docx

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1、第四章化学反响与电能情景切入化学能与其他形式的能量可以相互转换，而且严格遵守能量守恒定律。化学能和电能通 过一定的装置也可以相互转换，从能量转换角度看，电化学反响过程（包括装置）可分两类： 一是化学能转换为电能，二是电能转换为化学能。通过化学能和电能之间的相互转换，能够 使我们对氧化复原反响的认识及化学反响中能量变化的认识更加深刻。知识导航本章内容探究化学能与电能的相互转化、化学电源和金属的防护。本章知识在结构上分为三节：第一节主要学习原电池一一原电池的工作原理和化学电源; 第二节主要学习电解池一一电解原理和电解原理的应用；第三节主要学习金属的腐蚀与防护。学法指导1 .理解本质，重应用。通过探

2、究常见化学电源的工作原理，体会原电池反响的本质，并 能应用原电池原理解决实际问题。2 .相互对照，巧关联。对照原电池的构造，分析电解池的构造，加强对原电池、电解池 原理的理解。3 .紧抓本质，析规律。根据电解原理的本质即氧化复原反响，结合常见阴、阳离子的复 原性、氧化性的强弱，分析各种微粒的放电顺序，归纳总结各类盐溶液的电解规律，理清电 解产物及电解质溶液的变化。4 .联系生产，明责任。通过介绍日常生活、生产中常见腐蚀的实例如铁闸门、轮船船体、 桥梁、铁制炊具等的腐蚀，探究其腐蚀的本质，探求改变腐蚀速率的方法，加深对电化学原 理的理解，深刻认识绿色化学的重要性，培养社会责任感。第一节原电池第1

3、课时原电池的工作原理学习目标核心素养1 .认识化学能与电能相互转化的实际意义及 其重要应用。2 . 了解原电池的工作原理。1 .以锌铜原电池为例，从宏观和微观的角度， 分析理解原电池的工作原理，培养宏观辨识 与微观探析的能力。2 .通过对锌铜原电池工作原理的分析，建立 对电化学过程的系统分析思路，培养证据推 理与模型认知的意识。新课情境呈现某化学兴趣小组为了体验水果电池电流的存在进行了以下实验。用橘子一个，铝片和锌片各一片，电灯泡一个，按图连接好。在实验前，先用砂纸擦去金属外表的氧化膜，实验时 保持两金属插在橘子上不能直接接触。你知道在上述水果电池中，电流的强弱与两极的距离有什么关系吗？影响电

4、流的因素还 可能有哪些呢？电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例 如，日常生活中使用的手提电脑、 、相机、摄像机这一切都依赖于电池的应用。那么, 电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课先一起复习一下有关原电池的相关内容。课前素能奠基新知预习一、原电池原理1 .原电池的概念和实质：(1)概念。将 化学能 转化为 电能 的装置。实质。利用能自发进行的 氧化复原 反响把化学能转化为电能。2 .原电池工作原理(以锌铜原电池为例)：装置图削 cuZnj Bo2 .加快氧化复原反响的速率：构成原电池的反响速率比直接接触的反响速率快。例如：实验室制取氢气时，粗锌比

5、纯 锌与稀硫酸反响速率快或向溶液中滴入几滴硫酸铜溶液，产生氢气的速率加快。3 .设计原电池：(1)分析氧化复原反响，找出氧化剂、复原剂、氧化产物和复原产物，将其分成氧化反响 和复原反响两个半反响。(2)设计成无盐桥电池：发生氧化反响的物质作负极，找一种比负极不活泼的物质作正极, 以与负极发生反响的溶液为电解质溶液，用导线将两个电极构成闭合回路即可。(3)设计成有盐桥的电池：发生氧化反响的物质作负极，找一种比负极不活泼的物质作正 极，以含负极氧化产物的溶液作为负极电解质溶液，以含氧化剂的溶液作为正极电解质溶液, 然后用盐桥连接两个电池，用导线连接两个电极即可。4 .用于金属保护：根据原电池的工作

6、原理，负极金属发生氧化反响。将被保护的金属与比其活泼的金属连 接。原理一作原电池正极的金属材料不参与反响要保护一个铁制的输水管道，可用导线将其头例一一与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。典例2铁及铁的化合物应用广泛，如FeCh可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂 和外伤止血剂等。(1)写出FeCL溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：2Fe3+Cu=2Fe2+Ci?+ 。(2)假设将(1)中的反响设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极, 并写出电极反响式。正极反响：2Fe3+ + 2e-=2Fe2+,负极反响：Cu-2e-=Cu2+（负极）Curic（或Pt）（正极） FeCb 溶液

7、L 一 一 一一解析：依据反响：2Fe31 +Cu=2Fe2+Cu2+ 氧化反响为Cu2一=（3产，复原反响为2Fe， + + 2e-=2Fe2+,那么设计思路明确：2Fe3+ Cu 2Fe2+ + Cu2+负极电解质溶液原电池组成为Cu是负极，正极材料选用比铜不活泼的伯或导电的非金属如石墨棒，电解 质溶液选用FeCh溶液。（变式训练210 niL浓度为1 mol的盐酸与过量的锌粉反响，假设参加适量的以下溶液，能减慢反响速率但又不影响氢气生成量的是（B ）A. H2sOiB. CH3COONaC. CuSOiD. Na2co：3解析：当参加其他物质能够减慢反响速率，且不影响氢气的总量，采取的方

8、式为降低氢 离子浓度，不减小氢离子的量。A项，参加硫酸，增大氢离子物质的量，影响了氢气的总量， 错误；C项，参加硫酸铜，锌置换出铜，锌与铜构成原电池，反响速率加快，错误；D项，参 加岫2）3消耗了氢离子，氢气总量减少，错误。名师博客呈现原电池的电流是怎样产生的我们以铜锌原电池为例来分析原电池的电流是怎样产生的。锌片上和ZnSO,溶液中都存在Z/+。在锌片和溶液的接触面上，水分子与金属外表的Zr? 十相互吸引，发生水合作用，使局部Zr?+离开锌片进入溶液：ZnZn2+ + 2e-溶液中的Zr?+也可以沉积到锌片的外表：Zn2f +2eZn由于前一过程的趋势大于后一过程，并且锌片上的电子不能自由进

9、入溶液，因而锌片带 负电荷。又由于异性电荷的吸引作用，锌片上的电子与溶液中的Zr）2+在金属一水界面的两侧 聚积，最终在锌片和ZnSO4溶液的界面到达溶解与沉积的平衡状态：Zn Zn2 +2e-此时，由于锌片与溶液的界面两侧电荷不均等，便产生了电势差。铜原子和锌原子失电子的能力不同，因此铜电极和锌电极的溶解一一沉积平衡状态不一 样，两个电极材料与其溶液间的电势差不相等。由于锌原子比铜原子容易失电子，在锌电极 的锌片外表上积累的电子比铜电极的铜片外表上积累的电子多，因此将两极接通后，电子由 锌片流向铜片。电子的移动破坏了两极的溶解一一沉积平衡，锌极的平衡由于电子移走而向 溶解方向移动，铜极的平衡由于电子移入而向沉积方向移动；结果使电子持续流动形成电流。