【教學(xué)】 原電池 省賽獲獎(jiǎng)

第一節(jié)原電池（第2課時(shí)）第四章化學(xué)反應(yīng)與電能一、導(dǎo)入新課2.如何設(shè)計(jì)原電池？1.原電池的形成條件有哪些？3.原電池原理有哪些應(yīng)用？二、新課講解設(shè)計(jì)原電池

從理論上講，能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)均可以設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1.外電路負(fù)極(還原性較強(qiáng)的物質(zhì))正極(氧化性較強(qiáng)的物質(zhì))。

2.內(nèi)電路將兩電極浸入電解質(zhì)溶液中，陰、陽(yáng)離子作定向運(yùn)動(dòng)。

e_導(dǎo)線二、新課講解陰離子向______移動(dòng)，陽(yáng)離子向______移動(dòng)。e_負(fù)極正極負(fù)極正極二、新課講解4.電極材料的選擇

負(fù)極一般是活潑的金屬材料，能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子。正極一般選用活潑性比負(fù)極差的金屬材料或石墨等惰性電極。①活潑性不同的兩種金屬；②金屬和非金屬；③金屬和化合物；④惰性電極。二、新課講解5.電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)溶液是為正極提供放電的物質(zhì)，因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。若是兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)與電極材料具有相同的陽(yáng)離子。二、新課講解1.先將已知能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)。2.根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)，找出正負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。3.組成閉合回路。原電池的設(shè)計(jì)思路——“兩極一液一連線”。4.按要求畫(huà)出原電池裝置圖。設(shè)計(jì)步驟二、新課講解設(shè)計(jì)鹽橋原電池的思路：Zn+Cu2+=Zn2++Cu還原劑和氧化產(chǎn)物為負(fù)極的半電池。氧化劑和還原產(chǎn)物為正極的半電池。根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液。外電路用導(dǎo)線連通，可以接用電器。內(nèi)電路是將電極浸入電解質(zhì)溶液中，并通過(guò)鹽橋連接內(nèi)電路。畫(huà)出裝置示意圖。e_二、新課講解結(jié)合組成原電池的條件:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+的反應(yīng)原理，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池裝置，并寫(xiě)出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)。Fe–2e-=Fe2+

Cu2++2e-=Cu正極：負(fù)極：CuFeCuSO4溶液FeSO4溶液鹽橋二、新課講解【例1】用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U形管）構(gòu)成一個(gè)原電池如圖所示.以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（）A.在外電路中，電流由銅電極流向銀電極B.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作D.正極反應(yīng)為：Ag++e-=AgAgNO3溶液Cu(NO3)2溶液AgCu鹽橋D二、新課講解【例2】一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)可以拆分，寫(xiě)成兩個(gè)“半反應(yīng)”式，一個(gè)是“氧化反應(yīng)”式，一個(gè)是“還原反應(yīng)”式。如氧化還原反應(yīng)：2FeCl3+Cu=2FeCl2

+CuCl2，（1）可以寫(xiě)成：氧化反應(yīng):___________________。還原反應(yīng):___________________。（2）請(qǐng)將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成帶鹽橋的原電池，（3）畫(huà)出裝置圖。鹽橋CuFeCl3溶液ACuCl2溶液電流計(jì)CCu－2e－＝Cu2+2Fe3++2e－＝2Fe2+二、新課講解原電池工作原理的應(yīng)用1．形成原電池，可以加快氧化還原反應(yīng)的速率。

如：如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制H2，常用粗鋅，原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀硫酸形成原電池，增大了反應(yīng)速率。二、新課講解【例題】下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是（

）C.粗鋅和1mol/L鹽酸A.純鋅和1mol/L硫酸B.純鋅和18mol/L硫酸D.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液D二、新課講解2．比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較方法一般做負(fù)極的金屬比作正極的活潑。電極質(zhì)量減少，做負(fù)極，較活潑。有氣體生成、電極質(zhì)量不斷增加或不變?yōu)檎龢O，較不活潑。二、新課講解【例1】把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。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)到弱的順序?yàn)椋?/p>

）A．a(chǎn)＞b＞c＞dB．a(chǎn)＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞dD．b＞d＞c＞aB二、新課講解【例2】下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（）C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)C二、新課講解3.設(shè)計(jì)化學(xué)電源尋求和制造干電池和蓄電池等化學(xué)能源4.保護(hù)金屬設(shè)備：被保護(hù)金屬作正極。將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池5.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象。二、新課講解請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本中P95中的，化學(xué)方程式中的變化與守恒，體會(huì)化學(xué)方程式的變化與守恒思想。三、課堂小結(jié)原電池原電池的設(shè)計(jì)思路原電池原理的應(yīng)用外電路內(nèi)電路閉合電路加快反應(yīng)速率比較金屬活動(dòng)性順序保護(hù)金屬設(shè)備解釋某些現(xiàn)象四、隨堂練習(xí)(1)原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。

(

)(2)原電池正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)。

(

)(3)不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)原電池裝置可以實(shí)現(xiàn)。

(

)(4)石墨棒不能用來(lái)作原電池的電極。

(

)(5)反應(yīng)Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+能以原電池的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(

)(6)NaOH+HCl=NaCl+H2O可自發(fā)進(jìn)行，可設(shè)計(jì)成原電池。

(

)(7)Zn-Cu-稀硫酸原電池中，正極“半電池”可為Cu-稀硫酸，負(fù)極“半電池”可為Zn-ZnSO4溶液。

(

)(8)CaO＋H2O===Ca(OH)2是放熱反應(yīng)，可設(shè)計(jì)成原電池。()1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)√√√×××××四、隨堂練習(xí)2.在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L，

若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到0.168L升氣體，則流過(guò)導(dǎo)線的電子為_(kāi)__mol，溶液的pH變____。（溶液體積變化忽略不計(jì)）0.2解得：y

＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-

＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑大0.015四、隨堂練習(xí)3．關(guān)于下圖所示的原電池，下列說(shuō)法正確的是(

)A．電子從鋅電極通過(guò)電流表流向銅電極B．鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C．鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)；銅電極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑D．取出鹽橋后，電流表仍會(huì)偏轉(zhuǎn)，銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變A四、隨堂練習(xí)4．分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是