1、1 完成课前学习 探究核心任务 第第3节节 化学能转化为电能化学能转化为电能电池电池 第第1课时课时 原电池的工作原理原电池的工作原理 学业要求学业要求 素养对接素养对接 1.了解原电池的工作原理了解原电池的工作原理。 2.能设计简单的原电池能设计简单的原电池。 1.模型认知：电解池的构成条件和工作原理模型认知：电解池的构成条件和工作原理。 2.创新意识：会设计电解池创新意识：会设计电解池。 2 完成课前学习 探究核心任务 知知 识识 梳梳 理理 知识点一知识点一、铜锌原电池铜锌原电池 1.装置装置 3 完成课前学习 探究核心任务 2.实验现象及分析实验现象及分析 Zn极极 Cu极极 实验现象
2、实验现象 检流计指针检流计指针_ 锌片质量锌片质量_ 铜片质量铜片质量_ 电子流向电子流向 由由_极流向极流向_极极(填填“Zn”“或或Cu”) 电子得失电子得失 _失电子失电子 _得电子得电子 电极名称电极名称 _极极 _极极 电极反应电极反应 能量转化能量转化 _能转化为能转化为_能能 发生偏转发生偏转 减小减小 增加增加 Zn Cu Zn Cu2 负负 正正 Zn2e =Zn2 Cu2 2e =Cu 化学化学 电电 4 完成课前学习 探究核心任务 知识点二知识点二、原电池的工作原理原电池的工作原理 1.原电池的定义原电池的定义 2.原电池的构成条件原电池的构成条件 把把_转变为转变为_的
3、装置的装置。 (1)两个两个_； (2)电极材料均插入电极材料均插入_； (3)能形成能形成_； (4)能自发发生能自发发生_反应反应。 化学能化学能 电能电能 活泼性不同的导体作电极活泼性不同的导体作电极 电解质溶液中电解质溶液中 闭合回路闭合回路 氧化还原氧化还原 5 完成课前学习 探究核心任务 3.原电池的工作原理原电池的工作原理 (1)电子流向：由电子流向：由_极经导线流向极经导线流向_极极(填填“正正”或或“负负”)。 (2)离子流向：阳离子移向离子流向：阳离子移向_极极，阴离子移向阴离子移向_极极。 负负 正正 正正 负负 6 完成课前学习 探究核心任务 1.铜锌原电池工作时铜锌原
4、电池工作时，下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是( ) A.负极电极反应为负极电极反应为Zn2e =Zn2 B.电池总反应为电池总反应为ZnCu2 =Zn2 Cu C.在外电路中在外电路中，电子从电子从Zn极沿导线流向极沿导线流向Cu极极 D.盐桥中的盐桥中的K 移向 移向ZnSO4溶液溶液 自自 我我 检检 测测 7 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 正极发生还原反应：正极发生还原反应：Cu2 2e =Cu， ，负极发生氧化反应：负极发生氧化反应：Zn2e =Zn2 ；原电池总反应为 ；原电池总反应为ZnCu2 =Zn2 Cu；电子从；电子从Zn极沿导线流向极沿导线流向Cu 极；由于极；
5、由于Cu2 放电 放电，为使为使CuSO4溶液保持电中性溶液保持电中性，则盐桥中的则盐桥中的K 移向 移向CuSO4溶溶 液液，Cl 移向 移向ZnSO4溶液溶液。故故D不正确不正确。 答案答案 D 8 完成课前学习 探究核心任务 2.如图所示的原电池装置如图所示的原电池装置，X、Y为两电极为两电极，电解质溶液为稀硫酸电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电外电路中的电 子流向如图所示子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是对此装置的下列说法正确的是( ) A.外电路的电流方向为：外电路的电流方向为：X外电路外电路Y B.若两电极分别为若两电极分别为Zn和碳棒和碳棒，则则X为碳棒为碳棒，Y为为Zn
6、C.若两电极都是金属若两电极都是金属，则它们的活动性为则它们的活动性为XY D.X极上发生的是还原反应极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应极上发生的是氧化反应 解析解析 由图可知电子的流动方向是由图可知电子的流动方向是X外电路外电路Y，则电流的方向就为则电流的方向就为Y外电外电 路路X；X为原电池的负极为原电池的负极，Y为正极为正极，X的活动性比的活动性比Y强；强；X极应发生氧化反应极应发生氧化反应， Y极应发生还原反应极应发生还原反应。 答案答案 C 9 完成课前学习 探究核心任务 3.下列装置中能构成原电池产生电流的是下列装置中能构成原电池产生电流的是( ) 解析解析 B、D项中电
7、极与电解质溶液之间不发生反应项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；不能构成原电池；A项不符项不符 合原电池的构成条件；合原电池的构成条件；C项中项中Cu与与HNO3反应能构成原电池反应能构成原电池。 答案答案 C 10 完成课前学习 探究核心任务 学习任务一学习任务一、原电池的工作原理及电极反应原电池的工作原理及电极反应 【观图助学观图助学】 如图：用葡萄发电让闹钟正常走的实验中如图：用葡萄发电让闹钟正常走的实验中，工作原理是什么呢工作原理是什么呢？你能用日常生活你能用日常生活 中的东西设计原电池吗中的东西设计原电池吗？ 提示提示 略略 11 完成课前学习 探究核心任务 【名师点
8、拨名师点拨】 1.原电池的工作原理原电池的工作原理 12 完成课前学习 探究核心任务 2.一般电极反应式的书写方法一般电极反应式的书写方法 13 完成课前学习 探究核心任务 3.已知总反应式已知总反应式，书写电极反应式书写电极反应式 (1)分析化合价分析化合价，确定正极确定正极、负极的反应物与产物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在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒使得失电子守恒。 (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。 (4)复杂电极反应式总反应式简单的电极反应式复杂电极反应式总反应式简单的电极反应式。 14 完成课前学习 探究核心
9、任务 【典例典例1】 (1)将铁片将铁片、铜片用导线连接后铜片用导线连接后，置于稀硫酸中置于稀硫酸中，形成原电池形成原电池，其正极其正极 反应式：反应式：_； 负极反应式：负极反应式：_； 总反应方程式：总反应方程式：_ 。 (2)有一纽扣电池有一纽扣电池，其电极分别为其电极分别为Zn和和Ag2O，以以KOH溶液为电解质溶液溶液为电解质溶液，电池的电池的 总反应为总反应为ZnAg2OH2O=2AgZn(OH)2。 Zn发生发生_反应反应，是是_极极，电极反应式是电极反应式是 _。 Ag2O发生发生_反应反应，是是_极极，电极反应式是电极反应式是 _。 15 完成课前学习 探究核心任务 答案答案
10、 (1)2H 2e =H2 Fe2e =Fe2 FeH2SO4=FeSO4H2 (2)氧化氧化 负负 Zn2e 2OH =Zn(OH)2 还原还原 正正 Ag2O2e H2O=2Ag2OH 16 完成课前学习 探究核心任务 【深度思考深度思考】 1.书写原电池电极反应式书写原电池电极反应式，应注意电解质溶液参加反应应注意电解质溶液参加反应，与电解池电极反应式不同与电解池电极反应式不同。 2.原电池正极反应与负极反应相加原电池正极反应与负极反应相加，一定等于总反应一定等于总反应。 17 完成课前学习 探究核心任务 变式训练变式训练1 如图所示如图所示，X为单质硅为单质硅，Y为金属铁为金属铁，a为
11、为NaOH溶液溶液，组装成一个原组装成一个原 电池电池，回答下列问题回答下列问题。 (1)正极是正极是_(填名称填名称，下同下同)发生发生_反应反应，电极反电极反 应式为应式为_ _。 (2)负极是负极是_，发生发生_反应反应，电极反应式为电极反应式为 _ 。 (3)电池总反应的化学方程式为电池总反应的化学方程式为_ _ 。 18 完成课前学习 探究核心任务 答案答案 (1)铁铁 还原还原 4H2O4e =4OH 2H2 (2)硅硅 氧化氧化 Si6OH 4e =SiO 3H2O (3)Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 19 完成课前学习 探究核心任务 学习任务二学习任务二、原电池原
12、理的应用原电池原理的应用 【合作交流合作交流】 1.若纯锌与粗锌若纯锌与粗锌(含含Fe、C等等)分别与同浓度的稀分别与同浓度的稀H2SO4反应制取反应制取H2，哪种方法产生哪种方法产生 H2的速率快的速率快？ 提示提示 粗锌粗锌。 2.将金属将金属a、b用导线相连插入稀用导线相连插入稀H2SO4中中，发现发现b上产生气泡上产生气泡，则则a与与b相比较相比较， 谁更活泼谁更活泼？ 提示提示 a。 20 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 1.加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率 2.比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱 例如：锌与稀例如：锌与稀H2SO4溶液反应时溶液反应时
13、，加入少量加入少量CuSO4能使产生能使产生H2的速率加快的速率加快。 两种金属分别作原电池的两极时两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 3.设计化学电源设计化学电源 (1)首先将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应首先将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确从而确 定电极反应定电极反应。 21 完成课前学习 探究核心任务 (2)确定电极材料确定电极材料 以电池两个电极反应为依据以电池两个电极反应为依据，确定电极材料及电解质溶液确定电极材料及电解质溶液。 发生氧化反应的物质作负极材料发生氧化反
14、应的物质作负极材料，如果发生氧化反应的物质是金属单质如果发生氧化反应的物质是金属单质，可用可用 该金属直接作负极该金属直接作负极，选惰性电极或较不活泼的金属作正极选惰性电极或较不活泼的金属作正极。 确定电解质溶液确定电解质溶液 对单池原电池对单池原电池，一般选用反应物中的电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液。对双池原电池对双池原电池，则两个单池中则两个单池中 选用的电解质溶液不同选用的电解质溶液不同。 【关键提醒关键提醒】 不能自发进行的氧化还原反应不能设计成原电池不能自发进行的氧化还原反应不能设计成原电池，能自发进行的能自发进行的 放热的氧化还原反应多数可以设计成原电池放热的氧化还原反应多
15、数可以设计成原电池。 22 完成课前学习 探究核心任务 【典例典例2】 根据下列氧化还原反应设计一个原电池：根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl3Fe=3FeCl2 要求：要求：(1)画出此原电池的装置图画出此原电池的装置图，装置采用烧杯和盐桥装置采用烧杯和盐桥。 (2)注明原电池的正注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向负极和外电路中电子的流向。 解析解析 将该反应拆成两个半反应：将该反应拆成两个半反应： Fe2e =Fe2(氧化反应 氧化反应), 2Fe3 2e =2Fe2 (还原反应 还原反应)。负极发生氧化反应负极发生氧化反应，电极材料应选参加反应的单质电极材料应选参加反应
16、的单质Fe，正正 极发生还原反应极发生还原反应，电极材料应选比铁不活泼的金属或石墨等导体电极材料应选比铁不活泼的金属或石墨等导体。电解质溶液铁电解质溶液铁 极池中选不能与铁反应的极池中选不能与铁反应的FeCl2溶液溶液，正极选与铁能反应的正极选与铁能反应的FeCl3溶液溶液。 23 完成课前学习 探究核心任务 答案答案 (1)装置图如下：装置图如下： (2)电池的正电池的正、负极及外电路中电子的流向如上图所示负极及外电路中电子的流向如上图所示。 24 完成课前学习 探究核心任务 【深度思考深度思考】 设计成双池原电池设计成双池原电池，避免了负极金属与电解质溶液的直接接触发避免了负极金属与电解质
17、溶液的直接接触发 生反应生反应，从而避免能量损失从而避免能量损失，且能提供稳定电流且能提供稳定电流。 25 完成课前学习 探究核心任务 变式训练变式训练2 X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电 池池。X、Y相连时相连时，X为负极；为负极；Z、W相连时相连时，电流方向是电流方向是WZ；X、Z相连时相连时， Z极上产生大量气泡；极上产生大量气泡；W、Y相连时相连时，W极发生氧化反应极发生氧化反应。据此判断四种金属的据此判断四种金属的 活动性顺序是活动性顺序是( ) A.XZWY B.ZXYW C.XYZW D.YWZX 26
18、 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 在原电池中在原电池中，活泼金属作原电池的负极活泼金属作原电池的负极，失去电子发生氧化反应；不活泼失去电子发生氧化反应；不活泼 的金属或非金属导体作原电池的正极的金属或非金属导体作原电池的正极，阳离子或氧气等在正极得到电子发生还原阳离子或氧气等在正极得到电子发生还原 反应反应。电子由负极经导线流向正极电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反与电流的方向相反。因此因此，X、Y相连时相连时， X为负极为负极，则活动性则活动性XY；Z、W相连时相连时，电流方向是电流方向是WZ，则活动性则活动性ZW；X、 Z相连时相连时，Z极上产生大量气泡极上产生大量气泡，则活动性则活动性XZ；W、Y相连时相连时，W极发生氧化反极发生氧化反 应应，则活动性则活动性WY。综上所述综上所述，可以得出金属的活动性顺序：可以得出金属的活动性顺序：XZWY。 答案答案 A 27 本节内容结束
