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1、高中化学人教版同步导学案第四章 电化学基础 第一节 原电池【学习目标】： 1、了解原电池原理；2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件；电极反应式的书写；3、理解铜锌原电池的原理与结构。【学习重点】：原电池原理【学习过程】一、1、原电池是_的装置。原电池反应的本质是_反应。ZnCu2、如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀H2SO4时： Zn电极是_（填“正”或 “负”）极，其电极反应为_，该反应是_（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu电极是_极，其电极反应为_ ,该反应是 反应。（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极是_极，其电极反应为 ，该反应是_反应；Cu
2、电极是_极，其电极反应为_,该反应为_反应.探究：上图当电解质溶液为CuSO4溶液时： 现象1：电流计的指针发生偏移，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。 结论： 发生了原电池反应，且其中锌为原电池的负极，铜为正极 现象2：随着时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，直至无电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。 分析： 锌与CuSO4溶液发生置换反应，溶液中的Cu2+在锌片表面被直接还原，析出的铜在锌片表面构成原电池，逐渐使向外输出的电流强度减弱直至无电流再产生。 当电解质溶液为稀H2SO4时，在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻
3、，使电流不能畅通 ，电流也不断减弱。解决办法：使用盐桥。盐桥：通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。如右图所示，组成的原电池：观察有什么现象发生？取出盐桥，又有什么现象发生？现象：有盐桥存在时电流计指针 ，即 （有或无）电流通过电路。取出盐桥，电流计指针 ，说明 （有或无）电流通过。分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？有盐桥存在时，盐桥中的Cl- 会移向ZnSO4溶液，K+ 移向CuSO4溶液，使 ZnSO4溶液和CuSO4溶液继续保持电中性。于是，锌和CuSO4的氧化还原反应继续进行，从而不断产生电流。同时能使两个烧杯中的溶液形成一个通路。 盐桥的使用突破
4、了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维模式，使氧化剂和还原剂在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础 。 盐桥制法： （1）. 将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。（2）. 将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可.二、形成原电池的条件1、由两个半电池组成原电池的工作原理:把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。.在这类电池中，用 为负极，负极向外电路
5、提供电子；用 作为正极，正极从外电路得到电子。.在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。练习：锌铜原电池产生电流时， （ ）A、阳离子移向Zn 极，阴离子移向Cu 极 B、阳离子移向Cu 极，阴离子移向Zn 极C、阳离子和阴离子都移向Zn极 D、阳离子和阴离子都移向Cu 极2、探究组成原电池的条件: 判断下列哪几个装置能形成原电池？ 来源:学科网分析：组成原电池的条件： 练习一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 该反应的的原电池正确组合是 （ ）来源:Zxxk.ComABCD正 极ZnCuCuFe负 极CuZnZnZn电解质溶液Cu
6、Cl2H2SO4CuSO4HCl3、电解质溶液和电极材料的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液一般应与电极材料具有相同的阳离子。.活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极.金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极.金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极.惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt练习：请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 设计成原电池。负 极：正 极：电解质溶液：若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的
7、装置简图。【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） 【基础达标】1关于原电池的叙述中正确的是()A构成原电池的两极必须是两种不同金属来源:Zxxk.ComB原电池是将化学能转化为电能的装置C原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质析出D原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原2下列反应可用于设计原电池的是()AH2SO42NaOH=Na2SO42H2OB2FeCl3Fe=3FeCl2CMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3DNaClAgNO3=NaNO3AgCl3有关原电池的下列说法中正确的是()A在外电路中电子由正极流向负极B在原电池中，只有金
8、属锌作为负极C原电池工作时，阳离子向正极方向移动D原电池工作时，阳离子向负极方向移动4如图所示的装置，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中，使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是()A铁圈和银圈左右摇摆不定B保持平衡状况C铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜5以Mg片和Al片为电极并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的是()AMg片作负极，电极反应：Mg2e=Mg2BAl片作负极，电极反应：Al4OH3e=AlO2H2OC电子从Mg电极沿导线流向Al电极DAl片上有气泡产生6在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各
9、种叙述不正确的是()A碳棒上有气体放出，溶液pH变大Ba是正极，b是负极C导线中有电子流动，电子从a极流向b极Da极上发生了氧化反应7下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是()ACu、Ag、AgNO3溶液BZn、Cu、稀H2SO4CFe、Zn、ZnSO4溶液DFe、C、Fe2(SO4)3溶液【拓展提高】8.依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_；来源:学.科.网Z.X.X.KX电极上发生的电极反应为_；(3
10、)外电路中的电子是从_电极流向_电极。9银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为_；正极发生的反应为_；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为_。【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） 【参考答案】1B2.B3C在原电池中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是Zn；随着反应的进行，阳离子在正极被还原
11、，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。答案为C。来源:Zxxk.Com4D向水中滴加CuSO4溶液后，形成FeAgCuSO4原电池，由电池反应为FeCuSO4=CuFeSO4可知，Fe为负极，Ag为正极，Cu在Ag圈上析出，质量增大，向下倾斜，答案为D。5B原电池中发生的电池反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，铝作负极，镁作正极。6B本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。没有扎实的基础知识容易搞错，显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活泼性ab(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：a(负)极：ane=an(氧化反
12、应)b(正)极：nHne=H2(还原反应)由于正极放电消耗H，溶液中c(H)减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流出经电流计A流向b极。7B8(1)CuAgNO3溶液(2)正Age=AgCu2e=Cu2(3)X(Cu)Ag解析该原电池的电池总反应为2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)，由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。电子从电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。9Al3e=Al3Ag2S2e=2AgS23Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S解析要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2SAg，显然这是原电池的正极反应Ag2S2e=2AgS2，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：Al3e=Al3，正极生成的S2和负极生成的Al3在溶液中发生双水解：2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S