高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)4.1.1原电池的工作原理及其应用(学生版+解析).docxVIP

第四章化学反应与电能

第一节原电池

4.1.1原电池的工作原理及其应用

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01/学习目标明确内容要求，落实学习任务

02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆

03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识

04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点

05/问题探究探究重点难点，突破学习任务

06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养

1．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。

2．能正确判断原电池的电极并书写电极反应式。

3．认识化学能转化成电能的实际意义及其重要应用。

重点:（1）原电池的构成条件：学生需要掌握原电池的构成条件，包括两个不同金属电极、电解质溶液、闭合回路和自发的氯化还原反应。

（2）原电池工作原理：学生需要理解原电池中电子的转移过程，包括负极的氯化反应和正极的还原反应，以及电子从负极沿导线流向正极的过程。

（3）原电池的能量转换：学生需要掌握原电池将化学能转化为电能的过程，以及相关的能量守恒定律。

（4）原电池的应用：学生需要了解原电池在实际生活中的应用，如干电池、锂电池等。

难点:（1）电子转移过程的理解：学生难以理解电子在原电池中的转移过程，以及氯化还原反应与电子转移的关系。

（2）原电池工作原理的微观解释：学生难以从微观角度解释原电池中的电子转移过程，以及物质结构与性质的关系。

（3）原电池的能量转换：学生难以理解原电池将化学能转化为电能的过程，以及相关的能量守恒定律。

一、原电池的工作原理

1、实验探究原电池的工作原理——【实验4-1】p96

实验装置

实验原理

锌片（负极）：Zn－2e-=Zn2+（氯化反应）；铜片（正极）：Cu2++2e-=Cu（还原反应）；

总反应：Cu2++Zn=Cu+Zn2+

实验用品

ZnSO4溶液、CuSO4溶液；锌片、铜片、小烧杯、导线、电流表、盐桥。

实验步骤

如图4-1所示，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线接起来，并在中间串联一个电流表，观察现象。取出盐桥，观察电流表的指针有何变化。

实验现象

有盐桥存在时，锌片表面逐渐失去光泽，铜片上逐渐覆盖一层光泽的亮红色物质，电流计指针偏转。没有盐桥时，电流计指针回零，锌片和铜片上均无变化。

实验结论

盐桥中的电解质将两个烧杯中的溶液连成一个通路，并使氯化反应和还原反应完全分开在两个不同的区域进行，避免了电流损耗。

实验说明

①盐桥通常是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由移动。

②单液锌铜原电池实验，除了上述现象外，溶液的温度会略微升高，化学能转化为电能和热能。

【思考与讨论】p96参考答案：图4-1所示的锌铜原电池工作时，电子由锌片（负极）沿导线移向铜片（正极），阴离子在电解质溶液中移向锌片（负极），阳离子移向铜片（正极）。

2.原电池的概念和反应本质

原电池是把转化为的装置，其反应本质是。

3.构成条件

（1）一看反应：看是否有能自发进行的氯化还原反应发生(一般是的金属与电解质溶液反应)。

（2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极，较活泼的做极。

（3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：

①电解质溶液；

②两电极直接或间接；

③两电极插入。

4.工作原理

以锌铜原电池为例

（1）反应原理

①电子移动方向：锌逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从极经流入极。

②离子移动方向：阴离子向极移动(如SOeq\o\al(2－,4))，阳离子向极移动(如Zn2＋和O＋，溶液中O＋在正极上得电子形成氢气在上冒出)。

③电流方向：正极→导线→极→溶液→极。

④两极电极反应式

负极(锌极)：(反应)。

正极(铜极)：(反应)。

总反应：。

（2）单液原电池和双液原电池对比

比较项目

单液原电池

双液原电池

相同点

正负极，电极反应，总反应式，电极现象

不

同

点

能量

变化

化学能转化为能和能

化学能只转化为能

反应

区域

两极反应在区域

两极反应在区域

（3）双液原电池中盐桥的组成和作用

①盐桥中装有等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥中离子移向：盐桥含