化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池【高效備課精研+知識(shí)精講提升】 高二上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）選修性必修1

第二節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能—電池第1課時(shí)原電池工作原理2023/3/251原電池的工作原理⑴負(fù)極:電子流出的電極。通常是活潑性較強(qiáng)的金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)

⑵正極:電子流入的電極。通常是活潑性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體，發(fā)生

還原反應(yīng)⑴活潑性不同的金屬作兩極（或非金屬導(dǎo)體、電子導(dǎo)體）⑵電極浸在電解質(zhì)溶液（離子導(dǎo)體）⑶導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合回路⑷發(fā)生的反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。

原電池反應(yīng)的本質(zhì)是發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。1、原電池及原電池反應(yīng)的本質(zhì)2、原電池的構(gòu)成條件：3、原電池正、負(fù)極及電極反應(yīng)2023/3/252【溫故知新】學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解原電池的工作原理。2、能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。3、能利用身邊的材料設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。2023/3/253格林太太發(fā)病的根源是什么？2023/3/254實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋及結(jié)論Cu稀H2SO4Zn稀H2SO4CuZn稀H2SO4鋅片表面有氣泡，溫度升高銅片表面無(wú)氣泡鋅片表面有氣泡，銅片表面沒(méi)有氣泡銅片表面出現(xiàn)氣泡，電流表指針偏轉(zhuǎn)銅與稀硫酸不反應(yīng)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(1)把鋅片、銅片分別插入稀硫酸有中什么現(xiàn)象？(2)將銅片和鋅片平行插入稀硫酸不用導(dǎo)線連接什么現(xiàn)象？？(3)將銅片和鋅片平行插入稀硫酸中再用導(dǎo)線連接會(huì)有什么現(xiàn)象？【實(shí)驗(yàn)探究】原電池的構(gòu)造CuZn稀H2SO41.前三組實(shí)驗(yàn)銅片表面無(wú)現(xiàn)象，為什么？氫氣為什么會(huì)從鋅片表面放出？2.實(shí)驗(yàn)4中銅片表面為什么會(huì)放出氫氣，是銅片和硫酸反應(yīng)的嗎？3.導(dǎo)線為什么會(huì)有電流通過(guò)，電子從何而來(lái)？二者有內(nèi)在聯(lián)系嗎？

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液陰離子陽(yáng)離子負(fù)極(Zn)正極(Cu)原電池工作原理外電路：負(fù)極---→正極，形成電流。e-內(nèi)電路：陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，形成閉合回路。失e-,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生一、原電池的構(gòu)造像右圖這樣，利用___

___________將_________直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。氧化還原反應(yīng)化學(xué)能原電池：CuZn稀H2SO4CuCuCuCuCuCuCuCuCuCuCuCuZnZnZnZnZnZnZnZnZnZnZnZnZnZnZnH+SO42-H+SO42-H+SO42-H+H+H+H+H+H+H+H+H+SO42-SO42-e-e-e-e-e-e-e-外電路內(nèi)電路原電池工作原理示意圖Zn2+Zn2+Zn2+e-e-思考：負(fù)極材料和正極材料可以是哪類物質(zhì)？負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等【實(shí)驗(yàn)探究】原電池的電極材料實(shí)驗(yàn)裝置電流表是否偏轉(zhuǎn)能否構(gòu)成原電池構(gòu)成原電池條件活潑性不同的兩個(gè)電極能能不能是是否【實(shí)驗(yàn)探究】原電池的溶液思考：反應(yīng)的實(shí)質(zhì)？原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生自由移動(dòng)的電子實(shí)驗(yàn)裝置電流表是否偏轉(zhuǎn)能否構(gòu)成原電池構(gòu)成原電池條件電極必須插入電解質(zhì)中能能不能是是否【實(shí)驗(yàn)探究】原電池的溶液思考：反應(yīng)的實(shí)質(zhì)？原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生自由移動(dòng)的電子實(shí)驗(yàn)裝置電流表是否偏轉(zhuǎn)能否構(gòu)成原電池構(gòu)成原電池條件兩極相連形成閉合回路能不能是否一、原電池的工作原理⑴負(fù)極:電子流出的電極。通常是活潑性較強(qiáng)的金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)

⑵正極:電子流入的電極。通常是活潑性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體，發(fā)生

還原反應(yīng)⑴活潑性不同的金屬作兩極（或非金屬導(dǎo)體、電子導(dǎo)體）⑵電極浸在電解質(zhì)溶液（離子導(dǎo)體）⑶導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合回路⑷發(fā)生的反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。

原電池反應(yīng)的本質(zhì)是發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。1、原電池及原電池反應(yīng)的本質(zhì)2、原電池的構(gòu)成條件：3、原電池正、負(fù)極及電極反應(yīng)2023/3/25112023/3/2512試劑和儀器：1mol?L-1CuSO4溶液，1mol?L-1ZnSO4溶液，鋅片，銅片，檢流計(jì)，導(dǎo)線，大燒杯，鹽橋。設(shè)計(jì)銅、鋅原電池并探究原電池的工作原理活動(dòng)·探究CuSO4溶液裝置一裝置二設(shè)計(jì)裝置：①電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；②鋅片溶解；CuSO4溶液顏色變淺；銅片表面也出現(xiàn)一層紅色的固體物質(zhì)。化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。負(fù)極(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))正極(Cu):Cu2++2e-=

Cu(還原反應(yīng))裝置一1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析：2、能量轉(zhuǎn)化形式：3、原電池反應(yīng)原理：電極反應(yīng)電池總反應(yīng)：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu鋅片失去電子，銅離子得到電子，兩極之間溶液離子的定向移動(dòng)和外部導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)，構(gòu)成閉合回路，使兩個(gè)電極反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，發(fā)生有序的電子定向轉(zhuǎn)移過(guò)程，產(chǎn)生電流。2023/3/2513原電池電極反應(yīng)式的書寫(1)一般電極反應(yīng)式的書寫。①按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，分析化合價(jià)，結(jié)合溶液的性質(zhì)，確定寫出正、負(fù)電極的反應(yīng)物與產(chǎn)物。②在反應(yīng)式的左邊寫出得失電子數(shù)，并加以配平，電極反應(yīng)式要遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、電子得失守恒等。③把兩個(gè)電極的電極反應(yīng)式相加與總電池反應(yīng)對(duì)照，驗(yàn)證書寫是否正確。(2)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫。復(fù)雜電極反應(yīng)式＝電池總反應(yīng)式－較簡(jiǎn)單一極電極的反應(yīng)式2023/3/2514

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液負(fù)極Zn正極Cu(陽(yáng)離子)氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+還原反應(yīng)Cu2++2e-=

Cu總反應(yīng):Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu失e-，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生陰離子陽(yáng)離子外電路內(nèi)電路微思考：1.若將CuSO4溶液換成稀硫酸能形成電流嗎?2.可以將鋅銅原電池中的Cu電極換成石墨嗎?為什么?答案：能。答案：可以;因?yàn)镃u在該原電池中起到傳遞電子的作用，其本身并未參與電極反應(yīng)，所以可以把Cu電極換成能導(dǎo)電的石墨2023/3/2515負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+正極：Cu2++2e-=Cu

銅鋅原電池現(xiàn)象為：鋅電極溶解，銅電極上有銅析出，硫酸銅溶液顏色變淺。鋅電極和Cu2+直接接觸！降低原電池效率！2023/3/2516鹽橋：在U形管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊膠作成的凍膠。鹽橋的作用①導(dǎo)電作用，形成閉合回路②提供陰陽(yáng)離子，使電解質(zhì)溶液保持電中性。鋅銅雙液原電池（帶鹽橋）裝置二2023/3/25174、原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例)2023/3/2518格林太太口中有一個(gè)原電池裝置，產(chǎn)生的電能使她產(chǎn)生頭疼、失眠、心情煩躁的病狀！練習(xí)2023/3/25191．下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是 (

)練習(xí)D2．原電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池反應(yīng)的本質(zhì)是(

)A．化合價(jià)的升降B．離子定向移動(dòng)C．氧化還原反應(yīng)D．電能的儲(chǔ)存C2023/3/25203、下列裝置中，電流表指針能發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是(

)D練習(xí)2023/3/25214．下列反應(yīng)不可用于設(shè)計(jì)原電池的是(

)A．CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2OB．2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2OC．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑D．4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3A2023/3/25227．原電池原理的應(yīng)用⑴判斷能否形成原電池裝置；⑵判斷原電池的正、負(fù)極及電極產(chǎn)物；⑶書寫電極反應(yīng)式；⑷判斷金屬性強(qiáng)弱順序；⑸分析原電池裝置的電流方向、電子移動(dòng)方向、離子移動(dòng)方向；⑹計(jì)算電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量、電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量；⑺設(shè)計(jì)原電池裝置。2023/3/25235．“暖寶寶”采用的是鐵的“氧化放熱”原理，使其發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵粉在原電池中充當(dāng)(

)（原材料：鐵粉、水、活性炭、蛭石、食鹽)A．正極 B．負(fù)極C．陽(yáng)極 D．陰極B2023/3/25246．有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：實(shí)驗(yàn)裝置部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減?。籦極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生；c極無(wú)變化d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是(

)A．a(chǎn)>b>c>dB．b>c>d>aC．d>a>b>cD．a(chǎn)>b>d>cB練習(xí)2023/3/2525微思考1.鹽橋中有電子流過(guò)嗎?溶液中的離子能通過(guò)鹽橋嗎?溶液中的SO2-濃度如何變化?2.原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)與正極得到電子的總數(shù)有什么關(guān)系?答案：沒(méi)有;不能;不變答案：相等2023/3/25267、把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極。c、d相連時(shí)，電流由d到c。a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡。b、d相連時(shí)，b極上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為(

)A．a(chǎn)＞b＞c＞d

B．a(chǎn)＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞aB練習(xí)2023/3/25278、將鐵片和銀片用導(dǎo)線連接置于同一稀鹽酸溶液中,并經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,下列敘述中正確的是(

)A．負(fù)極有Cl2逸出，正極有H2逸出B．負(fù)極附近Cl－的濃度減小C．正極附近Cl－的濃度逐漸增大D．溶液中Cl－的濃度基本不變D練習(xí)2023/3/25289．將金屬A和金屬B分別放入稀H2SO4中均有氫氣生成。若將金屬A和金屬B相連后投入稀H2SO4中發(fā)現(xiàn)A被腐蝕，B未被腐蝕。下列敘述中，正確的是(

)A．金屬活動(dòng)性：A>BB．金屬活動(dòng)性：B>AC．在后者裝置中，金屬A發(fā)生還原反應(yīng)，金屬B發(fā)生氧化反應(yīng)D．在后者裝置中，金屬B的表面上有明顯氣泡產(chǎn)生，金屬A表面無(wú)明顯現(xiàn)象A練習(xí)2023/3/252910．在盛有稀H2SO4的燒杯中放入導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是(

)A．正極附近的SO42－離子濃度逐漸增大B．電子通過(guò)導(dǎo)線由銅片流向鋅片C．