2025版新教材高中化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)與電能第1節(jié)原電池第1課時(shí)原電池的工作原理一原電池的工作原理學(xué)生用書新人教版選擇性必修1

第1課時(shí)原電池的工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)1．相識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。2．了解原電池的工作原理。核心素養(yǎng)1．以鋅銅原電池為例，從宏觀和微觀的角度，分析理解原電池的工作原理，培育宏觀辨識(shí)與微觀探析的實(shí)力。2．通過對鋅銅原電池工作原理的分析，建立對電化學(xué)過程的系統(tǒng)分析思路，培育證據(jù)推理與模型認(rèn)知的意識(shí)。一、原電池的工作原理1．回顧復(fù)習(xí)原電池的工作原理及形成條件(1)由下列裝置回顧原電池工作原理①電極上鋅片失電子，是負(fù)極，電極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋。銅片上Cu2＋得電子，銅片是正極，電極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu。②外電路中：電子由鋅片流向銅片。③溶液中：SOeq\o\al(2－,4)移向鋅片，Cu2＋移向銅片。總反應(yīng)方程式：CuSO4＋Zn=ZnSO4＋Cu。(2)原電池的構(gòu)成條件①定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。②構(gòu)成條件2．探究含鹽橋的鋅銅原電池的工作原理(1)鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，形成離子通道，把置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液連在一起，構(gòu)成閉合回路。(2)現(xiàn)象：鋅片慢慢溶解，銅片上有紅色物質(zhì)生成，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(3)工作原理(以上述原電池為例)電極Zn電極Cu電極電極名稱負(fù)極正極得失電子失電子得電子電子流向電子流出電子流入電極反應(yīng)式Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋2e－=Cu總反應(yīng)式CuSO4＋Zn=ZnSO4＋Cu正|誤|判|斷(1)原電池中電流的方向是負(fù)極→導(dǎo)線→正極。(×)(2)原電池中負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)。(×)(3)鋅銅原電池中電子由鋅電極經(jīng)過電解質(zhì)溶液流向銅電極。(×)(4)在原電池中陰離子移向負(fù)極。(√)(5)原電池的正極確定是化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬。(×)(6)原電池工作時(shí)，溶液中的陽離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽離子向正極移動(dòng)。(×)(7)一般來說，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高。(√)深|度|思|考1.鋅銅原電池：鹽橋中離子移動(dòng)方向：Cl－移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液。鹽橋在原電池裝置中的作用是①形成閉合回路；②平衡電荷，使溶液呈電中性；③避開電極與電解質(zhì)溶液干脆反應(yīng)，削減電流的衰減，提高原電池的工作效率。2．對比上一頁中圖1與圖2兩裝置，更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是圖2，其緣由是圖1裝置中負(fù)極干脆與CuSO4溶液接觸，導(dǎo)致部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生的電流強(qiáng)度小。3．某原電池總反應(yīng)為Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含KCl飽和溶液的瓊脂嗎？提示：不行以。因?yàn)锳gNO3溶液能和KCl溶液反應(yīng)生成AgCl沉淀，鹽橋中可以是裝有含KNO3飽和溶液的瓊脂。應(yīng)|用|體|驗(yàn)1.如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極的質(zhì)量減小，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說法錯(cuò)誤的是(C)A．B極為原電池的正極B．A、B、C可能分別為Zn、Cu和稀鹽酸C．C中陽離子向A極移動(dòng)D．A極發(fā)生氧化反應(yīng)解析：原電池中，負(fù)極金屬失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，溶解，質(zhì)量減小，故A極為負(fù)極，B極為正極，A、D項(xiàng)正確；A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸時(shí)，可以構(gòu)成原電池，且現(xiàn)象符合題意，B項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是(D)解析：酒精為非電解質(zhì)，A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中未運(yùn)用鹽橋，沒有形成閉合回路；C項(xiàng)中兩個(gè)電極材料相同，不能形成原電池。依據(jù)原電池的構(gòu)成條件可知D正確。3．下列有關(guān)圖甲和圖乙的敘述不正確的是(B)A．均發(fā)生了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程B．Zn和Cu既是電極材料又是反應(yīng)物C．工作過程中，電子均由Zn經(jīng)導(dǎo)線流向CuD．相同條件下，圖乙比圖甲的能量利用效率高解析：A項(xiàng)，兩個(gè)裝置都為原電池裝置，均發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程，正確；B項(xiàng)，依據(jù)原電池的工作原理，鋅比銅活潑，鋅作負(fù)極、銅作正極，銅本身不是反應(yīng)物，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鋅作負(fù)極，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，正確；D項(xiàng)，圖乙裝置產(chǎn)生的電流在一段時(shí)間內(nèi)變更不大，但圖甲裝置產(chǎn)生的電流在較短時(shí)間內(nèi)就會(huì)衰減，正確。歸納總結(jié)：1．原電池的工作原理簡圖電子移動(dòng)方向從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極，電子不能通過電解質(zhì)溶液離子移動(dòng)方向陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)，離子