第一节 第1课时　原电池的工作原理教学设计.docx

第一节原电池

第1课时原电池的工作原理

[课程标准]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.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。

知识点一原电池的工作原理

1．原电池的构成条件

(1)定义：能把化学能转化为电能的装置。

(2)构成条件

反应eq\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(自发进行的氧化还原反应（能对外界释,放能量)))电极两个活泼性不同的电极溶液电解质溶液回路eq\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(形成闭合,回路))

内电路：电解质溶液作离子

导体外电路：导线作电子导体

2．实验探究：锌铜原电池的工作原理(含盐桥)

装置示意图

注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶

现象

锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转

能量转换

化学能转化为电能

微观探析

在硫酸锌溶液中，负极一端的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液

在硫酸铜溶液中，正极一端的Cu2＋获得电子变成Cu沉积在铜片上

电子或离子移动方向

电子由负极流向正极

盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液

工作原理

负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)

正极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)

总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

【微自测】判断正误

1．原电池中，负极金属材料失电子，发生氧化反应()

2．双液原电池中，盐桥中阳离子向负极移动，阴离子向正极移动()

3．锌铜原电池中，电子由锌电极经导线流向铜电极，再经电解质溶液流回锌电极()

4．原电池工作时，电流方向由电源的负极流向正极()

答案：1.√2.×3.×4.×

结合下图中“双液”锌铜原电池装置，交流讨论下列问题。

1.金属锌、铜的活泼性与电池的正、负极有什么关系？

提示：金属锌比铜活泼，形成原电池时，锌作负极，铜作正极。

2．锌铜原电池工作时，锌片、铜片分别发生怎样的变化？

提示：Zn失去电子变成Zn2＋进入溶液，锌片逐渐溶解；Cu2＋得到电子变成Cu沉积在铜片上。

3．锌铜原电池工作时，电子在导线中的运动方向是怎样的？阴离子和阳离子在电解质溶液中的运动方向是怎样的？

提示：电子由锌片经导线流向铜片，在电解质溶液中，阴离子向负极(锌片)移动，阳离子向正极(铜片)移动。

4．盐桥的作用是什么？盐桥中阴、阳离子的运动方向是怎样的？

提示：盐桥的作用是连接内电路，形成闭合回路，平衡电荷，使原电池不断产生电流；盐桥中阴离子(Cl－)向负极移动，阳离子(K＋)向正极移动。

归纳总结

1.盐桥作用：离子通道，形成闭合回路；避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减。

2．原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。

1.某原电池装置如图所示。下列有关叙述正确的是()

A．电池工作中，盐桥中的Cl－向负极移动

B．负极反应式：2H＋＋2e－===H2↑

C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变

D．Fe作正极，发生氧化反应

答案：A

2．下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是()

A．均发生了化学能转化为电能的过程

B．Zn和Cu既是电极材料又是反应物

C．工作过程中，电子均由Zn电极经导线流向Cu电极

D．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高

答案：B

知识点二原电池原理的应用

1．加快某些氧化还原反应的速率

构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。例如：实验室制取氢气时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应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。

2．比较金属活动性强弱

3．设计原电池

理论上，一个自发的氧化还原反应可以设计成原电池，关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。

(1)基本方法

以氧化还原反应为基础，确定原电池的正负极、电解质溶液以及电极反应。其方法是还原剂作负极，比负极不活泼的金属或非金属导体作正极，氧化剂的溶液作电解质溶液。

(2)电解质溶液的选择

电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解 质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液要选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液。如双液锌铜原电池中，负极金属锌浸在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸在含有Cu2＋的电解质溶液中。

(3)电极材料的选择

原电池的电极必须能导电。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动。

(4)设计示例

设计思路

应用示例

①以自发进行的氧化还原反应为基础

2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2

②将已知氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应

氧化反应(负极)：Cu－2e－===Cu2＋

还原反应(正极)：2Fe3＋＋2