高中化學(xué)《原電池》導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修

1、第一節(jié)原電池學(xué)案 班級(jí) 姓名 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 初步認(rèn)識(shí)原電池概念、原理、組成及應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】 通過(guò)對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的研究，從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值?！緶亓?xí)舊知】ZnCu1、原電池是_的裝置。原電池反應(yīng)的本質(zhì)是_反應(yīng)。2、如右圖所示，組成的原電池：（1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)： Zn電極是_（填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是_（填“氧化”或“還原”，下同）反應(yīng)； Cu電極是_極，其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)是_反應(yīng)。（2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液時(shí)： Zn電極是_極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是_

2、反應(yīng)；Cu電極是_極，其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)_反應(yīng).3、原 電 池 原 理 ： 填寫頁(yè)表中的空白【學(xué)習(xí)新知】一、對(duì)鋅銅原電池工作原理的進(jìn)一步探究【思考與交流】上圖是我們?cè)诒匦?中學(xué)習(xí)過(guò)的將鋅片和銅片置于稀硫酸的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么原因造成的呢？有沒有什么改進(jìn)措施？原因： 改進(jìn)措施： 【自學(xué)指導(dǎo)一】觀察實(shí)驗(yàn)4-1，說(shuō)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 【思考與交流】改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是什么？附：鹽橋制法：1)將熱的瓊膠溶液倒入U(xiǎn)形管中(注意不要產(chǎn)生裂隙)，將冷卻后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的飽和溶液

3、中即可。2)將KCl或NH4NO3的飽和溶液裝入U(xiǎn)形管，用棉花都住管口即可產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流的原因 鹽橋的作用 二、由兩個(gè)半電池組成原電池的工作原理（1）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。在這類電池中，用 較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子； 用 較弱的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過(guò)陰陽(yáng)離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。（2）組成原電池的條件a 。b 。c 。d內(nèi)部條件： 。（3）原電池的正負(fù)極的判斷方法 微觀判斷（根據(jù)電子流動(dòng)方向）宏觀判斷：根據(jù)電極材料根據(jù)原電池電極發(fā)生的反應(yīng)根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電

4、極有氣泡冒出：（4）電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個(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?；顫娦圆煌膬煞N金屬。如鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨棒作正極金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負(fù)極，PbO2作正極惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt學(xué)生練習(xí)1、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽(yáng)離子（ ）A 移向Zn 極，陰離子移向Cu 極B 移向Cu 極，陰離子移向Zn 極C 和陰離子都移向Zn極D 和陰離子都移向Cu 極2.下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？3.一個(gè)電池反應(yīng)的離

5、子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 該反應(yīng)的的原電池正確組合是（ ）ABCD正極ZnCuCuFe負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl 4、某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是( )A.Mg B.Fe C.Al D.Cu5、由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的 pH( )A.不變 B先變大后變小 C逐漸變大 D.逐漸變小6、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，

6、則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為 ( )Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a 7、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（ ）A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定B. 保持平衡狀態(tài)C. 鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D. 銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜8、請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng) :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+設(shè)計(jì)成原電池。你有哪些可行方案?負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶液又是什么？試畫出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。三、原電池的主要應(yīng)用：

7、1.利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣；3.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較；4.電化學(xué)保護(hù)法，即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。5.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象原電池原理應(yīng)用：(1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。練習(xí)9：下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是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；C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；(2)比較反應(yīng)速率練習(xí)10：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是A純鋅和1mol/L 硫酸；B純鋅和18 mol/L 硫酸

8、；C粗鋅和 1mol/L 鹽酸；D粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。(3)比較金屬腐蝕的快慢練習(xí)11：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 練習(xí)12：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是 (4)判斷溶液pH值變化練習(xí)13：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 mol,溶液的pH值變_？（溶液體積變化忽略不計(jì)）(5)原電池原理的綜合應(yīng)用練習(xí)14：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “

9、熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。1)“熱敷袋”是利用 放出熱量。2)炭粉的主要作用是 。3)加入氯化鈉的主要作用是 。4)木屑的作用是 拓展練習(xí)（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象。 兩極反應(yīng)式為：正極 ；負(fù)極 。 該裝置將 能轉(zhuǎn)化為 能。（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為 ，總反應(yīng)方程式為 ?！菊n后作業(yè)】1. 將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是A. 兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生 B. 甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C. 兩燒杯中溶液的pH均增大 D. 產(chǎn)生氣泡的

10、速度甲比乙慢2. 理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)是（ ）ACH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H0BHNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l) H0C2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H0D2FeCl3(aq)+Fe(s)=3FeCl3(aq) H03. 下在銅一鋅一硫酸構(gòu)成的原電池中，當(dāng)導(dǎo)線中有1mol電子通時(shí)，理論上的兩極變化是（ ）鋅片溶解32.5g 鋅片增重32.5g 銅片上析出1 gH2 銅片上析出1mol H2A. B. C. D. 4. 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

11、U型管）構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ）在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為：Ag+e-=Ag實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同5. 原電池的電極名稱不僅與電極的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，下列說(shuō)法中不正確的是（ ）A有Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3 e-=Al3+BMg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3 e-=Al3+C由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e-=Cu2+D由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu

12、-2e-=Cu2+6. 被稱之為“軟電池”的紙質(zhì)電池，采用一個(gè)薄層紙片作為傳導(dǎo)體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳。在紙內(nèi)的離子“流過(guò)”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應(yīng)為： Zn + 2 MnO2十H2O = ZnO + 2MnO (OH)2。下列說(shuō)法正確的是（ ）A該電池的正極為鋅 B該電池反應(yīng)中二氧化錳起催化劑作用 C當(dāng) 0.l mol Zn 完全溶解時(shí)，流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)為 1.204l023 D電池正極反應(yīng)式為： 2MnO2 + 2e -2H2O =2MnO (OH)2+2OH-7. 某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究構(gòu)成原電池的條件，裝置如下：實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)探究電極的構(gòu)成甲圖A、B 兩極均選用

13、石墨作電極，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)； A、B 兩極均選用銅片作電極，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)； A極用鋅片，B極用銅片，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)； A極用鋅片，B極用石墨，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。結(jié)論一：_。實(shí)驗(yàn)二：探究溶液的構(gòu)成甲圖，A極用鋅片，B極用銅片)液體采用無(wú)水乙醇，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)；改用硫酸溶液，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，B極上有氣體產(chǎn)生。 結(jié)論二 ：_。 實(shí)驗(yàn)三：對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究乙圖裝置能否構(gòu)成原電池將鋅、銅兩電極分別放入稀硫酸溶液中，發(fā)現(xiàn)鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無(wú)明顯現(xiàn)象，電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。結(jié)論三：_。 思考：對(duì)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)乙提出了如下疑問(wèn)，請(qǐng)你幫助解決。（1）在甲圖裝置中，若A 為鎂片，B為鋁片，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，電流計(jì)的指針