121原电池的工作原理学案高二上学期化学选择性必修1.DOCX

第二单元化学能与电能的转化

第一课时原电池的工作原理

学习目标1.能分析和理解原电池的工作原理，会判断原电池的正极和负极及书写其电极反应式。2.能设计简单原电池。

一、原电池工作原理

1.实验探究——锌与硫酸铜溶液反应中的能量转化

操作

向一只烧杯中加入1.0mol·L－1CuSO4溶液30mL，再加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度的变化

现象

Zn逐渐________，有________物质生成，溶液温度________，颜色________

能量转化

化学能转化为________

微观探析

Zn把电子直接传递给Cu2＋，离子方程式：________________________

2.实验探究——铜锌原电池的构造与工作原理

装置示意图

实验现象

锌片________，铜片上有红色固体生成，质量________，溶液颜色________，电流计指针发生________，用温度计测量两烧杯溶液的温度几乎不变

能量转化

化学能转化为________

微观探析

在硫酸锌溶液中，负极一端的________失去电子被氧化成________进入溶液；在硫酸铜溶液中，正极一端的________获得电子被还原成________沉积在铜片上

电子或离子

移动的方向

导线(外电路)中，电子从________片(________极)移向________片(________极)。

盐桥(内电路)中的________移向ZnSO4溶液，________移向CuSO4溶液

工作原理

负极：____________(______反应)

正极：____________(______反应)

总反应：_____________________________________

3.原电池工作原理

(1)定义：原电池是将________转化为________的装置。

(2)电极名称及电极反应

①负极：发生________反应，________电子。

②正极：发生________反应，________电子。

(3)构造

①两个半电池；

②半电池包括电极材料(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)和________溶液。

③两个隔离的半电池通过________连接起来。

(4)盐桥的作用

①形成________；

②___________________________________________________________________；

③避免电极与电解质溶液直接反应，相比单液原电池有利于最大程度地将化学能转化为电能。

1.对于原电池的电极名称，叙述错误的是()

A.发生氧化反应的一极为负极

B.正极为电子流入的一极

C.比较不活泼的金属为负极

D.电流流出的一极为正极

2.在图中的8个装置中，属于原电池的是()

A.①②③⑤⑧ B.③④⑥⑦

C.④⑥⑦ D.③⑤⑦

3.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经导线流向Cu

D.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高

4.下图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()

A.电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极

B.电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu

C.盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶，其作用是传递电子

D.该原电池中电子的运动方向：电极Ⅱ→导线→电极Ⅰ

【题后归纳】

1.原电池的工作原理简图

电子移动方向

从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液

离子移动方向

阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子只能在电解质溶液中移动，不能在导线上移动

若有盐桥

盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区

若有交换膜

离子可选择性通过交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极(后续内容接触到)

2.原电池中正、负极的判断

判断依据

负极

正极

电极材料

活动性较强的金属

活动性较弱的金属或能导电的非金属

电子流动方向

电子流出极

电子流入极

电解质溶液中阴、阳离子定向移动的方向

阴离子移向的电极

阳离子移向的电极

电流方向

电流流入极

电流流出极

两极发生的变化

失电子，发生氧化反应

得电子，发生还原反应

反应现象

电极溶解

电极质量增加或有气泡产生

二、原电池原理的应用

1.比较金属活动性强弱

2.加快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。

3.设计原电池

(1)电极材料的选择。负极一般是活泼的金属材料。正极一般选用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。

(2)电解质溶液的选择