化学人教版选修4学案：互动课堂 第四章1.原电池(附答案)

第一节原电池1．以锌铜原电池为例，了解原电池的工作原理。

2.学会判断原电池的正、负极，并能正确书写电极反应式和总反应方程式。

3.认识化学能与电能的相互转化，并能设计简单的原电池。

原电池的基础知识1．原电池(1)概念：将化学能转化为电能的装置。

(2)实质：利用能自发进行的氧化还原反应，把化学能转化为电能。

(3)形成条件①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液或熔融电解质；③形成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。

2．工作原理(以锌铜原电池为例)装置示意图现象锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu总反应式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu3.盐桥及其作用(1)成分：含有琼胶的KCl饱和溶液。

(2)离子移动方向：Cl－移向负极区，K＋移向正极区。

(3)作用①通过离子在盐桥中的定向移动，使两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。

②将两个半电池完全隔开，使副反应减至最低程度，可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。

1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述正误阐释错因或列举反例(1)在原电池构成的闭合回路中，电子从原电池的正极通过导线流向负极(2)原电池的正极一定是化学性质较不活泼的金属(3)原电池工作时，正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应(4)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池(5)反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能以原电池的形式来实现(2)×不一定，如Mg、Al和NaOH溶液构成原电池时，Al为负极，Mg为正极；导电非金属也可做正极(3)×原电池工作时，正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应(4)√(5)√2．锌片和铁片紧贴在一起，放置于稀硫酸溶液中，能否形成原电池？答案：能。

第四章 电化学基础第一节 原电池课前预习学案一、预习目标预习预习醛的结构以及物理和化学性质初步学会书写相关反应方程式。

二、预习内容温故而知新1：如右图回答问题：1、定义：把 转换为 的装置。

2、写出Zn 片和Cu 片上发生的电极反应和电池总反应负极：正极：总反应：3、图上注明外电路中的电子流向。

内电路：阳离子向_______极移动,阴离子向_______极移动。

4、原电池反应本质： 反应。

温故而知新2：形成原电池的条件： 1、___________________________________________2、___________________________________________3、___________________________________________课内探究学案H 2SO4 CuSO 4ZnSO 4 CuSO 4 酒精CuSO 4一、学习目标1. 掌握构成原电池的条件2. 理解原电池的原理3. 学会原电池的正负极及电极反应式的书写方法学习重难点：原电池的原理二、学习过程一、原电池1、原电池的构成条件实验顺序金属实验现象解释能量的转化关系①Zn、Cu单独插入稀H2SO4溶液Zn片Cu片②Zn、Cu导线连接并连接灵敏电流表后插入稀H2SO4Zn片Cu片电流表（1）原电池的概念：将能转化为能的装置。

（2）写出上面原电池负极和正极的电极反应式和原电池总反应。

负极（Zn）：正极(Cu):总反应（离子方程式）探究：以下装置哪些能构成原电池，哪些不能构成原电池，并说明理由。

（3）构成原电池的条件①。

电极名称：极电子流向，发生反应，材料活泼性极电子流向，发生反应，材料活泼性②。

外电路：电子从极流向极，电流从极流向极。

内电路：阴离子移向极，阳离子移向极，电流从极流向极。

③。

电解质溶液作用：。

④。

2、原电池的工作原理反应过程中，极失电子，发生反应，电子经导线流向极，电解质溶液电离出的离子在该极得电子，发生反应。

原电池一、教材分析与设计思路原电池是中学电化学基础知识，也是学生了解化学原理应用于生活实际的重要切入点之一。

在前期学习过程中，学生已初步掌握将化学能转化为电能的途径，并已有原电池、正极、负极、电解质溶液的概念。

选修四第四章第一节再次学习原电池的目的在于借助对单、双液原电池的对比，深化学生对原电池的认识，并介绍半电池、盐桥等新概念。

本节教学内容的难点在于如何深化学生对原电池构成条件的认识，及能够书写较复杂电极反应式、电池反应式。

学生在对如何提供稳定持续电流问题的探究时，认识了双液原电池，在探究组装新的原电池的过程中，深化了对原电池构成条件的认识，并通过合作学习掌握复杂电极反应式、电池反应式的书写。

在此过程中，学生发散思维、相互合作，同时体验探究的艰辛与快乐！通过多次总结发言、归纳概括，表达能力得到提高。

么？装一个与之前反应原理不同的解质溶液用心 爱心 专心3三、学案(含答案)【学习目标】1.了解双液原电池的结构与特点；2.深入理解原电池的工作原理；3.会书写电极反应式、电池反应式；【学习重点】原电池原理、电极反应式、电池反应式的书写 【学习难点】原电池原理、电极反应式、电池反应式的书写 【知识回顾】1.判断下列装置是否能构成原电池2.能否以反应Zn+CuSO 4=ZnSO 4+Cu 为原理设计原电池？ 如何实现？【引入新知】【学生实验-1】利用老师提供的仪器和药品组装以反应：Zn+CuSO 4=ZnSO 4+Cu 为原理的原电池。

【实验探究】探究步骤-1:发现问题： 探究步骤-2:提出假设： 探究步骤-3:实验验证：【学生实验-2】在老师的引导下，利用给定的仪器和药品组装双液原电池。

【思维提示】用什么材料连通两个溶液？4探究步骤-4:得出结论：【新知介绍】负极反应：________________________正极反应：________________________电池总反应：______________________【由知到行】【学生实验-3】请同学们利用老师提供的药品及仪器，组装一个有别于之前的原电池，越特别越好，请同学们分工合作，画出原电池结构示意图，并标注特别之处。

第一节原电池案例探究你知道干电池提供的电能是由什么能转化而来的吗？干电池是由一金属锌外壳和内部的化学物质——NH4Cl、MnO2和少量浆糊组成的，中间有一根碳棒。

锌为电池负极，碳棒作电池正极。

当把锌外壳和碳棒用导体连接起来，构成NH+2MnO2+2e-====2NH3了闭合回路，发生化学反应：负极：Zn-2e-====Zn2+，正极：2+4NH+2MnO2+Zn====2NH3↑+Zn2++Mn2O3+H2O。

这样，↑+Mn2O3+H2O。

电池反应为：2+4贮存在金属锌和NH4Cl中的化学能就转化成电能释放出来。

从正、负极的变化，Zn、Mn 两种元素都存在化合价的变化，可看作发生了氧化还原反应。

推而广之，对所有的电池来说，其实都是氧化还原反应的分解与组合，因此掌握氧化还原反应的原理是掌握原电池反应的前提。

问题与讨论：1.为什么氧化还原反应是构成原电池的反应基础？试分析之。

2.你知道干电池中的浆糊的作用吗？试分析干电池中离子的移动方向。

化学电源在我们日常生活中不可或缺，了解原电池的原理，对于化学电源的使用、维护和废品处理都有现实的指导意义。

自学导引1.电化学是_____________________的科学。

从_________与_________的关系来区分，电化学反应过程（及其装置）可以分为两类：__________________和__________________。

答案:研究化学能与电能相互转换的装置过程效率产生电流的反应借助电流而发生的反应2.原电池的工作原理（以锌铜原电池为例，教材图41）:Zn为______极,Cu为_______;负极上发生_______反应,电极反应式为________________，正极上发生_________反应,电极反应式为__________________;电子流出的极是_______极，电子流入的极是_________极；电流方向__________________。

第四章电化学基础章前概述本教科书的第一章着重研究了化学反应与热能的关系，本章着重研究化学反应与电能的关系，二者都属于热力学研究的范畴。

电化学是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学，它的应用十分广泛，在分析、合成等领域应用很广，由此形成的工业也很多，如电解、电镀、电冶金、电池制造等。

因此本章知识有利于学生们了解电化学反应所遵循的规律，知道电化学知识在生产、生活和科学研究中的作用。

同时，本章还设计了一些有趣的实验和科学探究活动，这有利于学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。

本章包括原电池、化学电源、电解池、金属的电化学腐蚀与防护四部分内容。

学生在必修化学2中学习了由锌片、铜片和稀硫酸溶液组成的简单原电池，初步了解了原电池原理。

在本章第一节中将学习带有盐桥的较复杂的原电池，进一步认识原电池的构成和反应原理，了解设计原电池、选用正、负电极的原则。

化学电源学生在必修化学2中对于化学电池的原理和应用，已有了初步的了解，本章在电池选用的标准，以及在一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理方面，均有所拓宽和加深。

电解池教科书以CuCl2溶液的电解为例，介绍了电解的原理。

由于课程标准不要求介绍电极电势、分解电压等概念，因此这里只是简单地说明电解的产物，而不能定量地分析电解过程中什么离子能参与放电。

在电解原理的应用中，教科书简单地介绍了电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气，电镀，铜的电解精炼以及电冶金制取活泼金属的知识，目的是拓宽学生的知识面，开拓他们的科学技术视野。

关于金属的电化学腐蚀与防护，教科书阐述了金属腐蚀造成的严重危害，指出金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。

这里着重讨论了电化学腐蚀的机制，阐述了析氢腐蚀和吸氧腐蚀的反应原理，指出金属电化学腐蚀的本质是金属表面形成了微型原电池，使金属失去电子而被氧化。

同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发明了防护金属电化学腐蚀的方法，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

发现问题实验探究【环节2试验探究学习新知】【设疑】如何避开氧化剂和还原剂直接接触？【设疑】分开的装置如何构成闭合回路？【设疑】如何设计离子通道？供应的试验用品间的连续，电流减小、不稳定。

【分析争辩】得出造成该电池低效率的缘由是Zn 与CuSO4溶液直接接触。

【回答】把锌电极与CuSO4溶液分开在两个不同的区域。

【分析争辩】用导线将两装置连接。

【探究试验二】设计装置并进行试验通过试验同学发觉该装置不能构成原电池。

【分析争辩】得出是内电路出了问题，并想到原电池的内电路靠的是离子的定向移动形成电流，而导线不能传导离子。

【争辩】可以通过“连隧道”或“搭桥”的方式连接电解质溶液供应离子通道。

【试验】同学使用浸有饱和KCl溶液的滤纸搭桥做试验，产生电流。

【探究试验三】盐桥电池【学习新知】盐桥中阴阳离子的定向移动构成了内电路。

该原电池有锌半电池和铜半电池共同组成。

【探究试验四】创新盐桥设计利用装有半U型管饱通过试验现象发觉问题——单液原电池的缺点；通过老师设疑引导同学一步步解决问题。

培育同学发觉问题、解决问题的力量。

培育同学分析问题、解决问题的力量。

学习新知实验创新突破定式老师进一步指出试验室中常用盐桥构成闭合回路，并向同学介绍盐桥。

【模型建构】双液原电池【环节3试验创新突破定式】【膜结构电池】基于盐桥在原电池的作用，引出膜结构电池。

【环节4回顾历史进展创新】回顾电池进展史介绍将来电池进展和KCl溶液的琼胶进行试验。

沟通感受。

引出新学问生疏到盐桥在该装置中的重要作用建立双液原电池的模型培育了同学的创新思维力量同学对盐桥的作用有了更加全面的生疏。

回顾电池进展史，激发同学学习爱好，感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。

展望将来电池进展，激发同学的爱国情感，激励同学研发属于我们自己的电池。

Z nC u × 课题：第四章第一节 原电池【学习目标】知识目标：能记住原电池概念、原理、组成及应用能力目标：能说出化学能与电能相互转化的过程【学习重点、难点】通过对原电池实验的研究，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。

【学习过程】 自学教材P71～72,完成学案.【课始检测】1、原电池是______________________的装置。

原电池反应的本质是____________反应。

2、如右图所示，组成的原电池，写出电极名称、电极反应式：（1）当电解质溶液为稀H 2SO 4时：（2）当电解质溶液为CuSO 4溶液时：【学习新知识】一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究【自学指导一】观察实验4-1，说出实验现象。

【思考与交流】：上述原电池装置是将 反应的化学能转换成电能的,指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。

负极（ 片）：正极（ 片）：电池反应（总化学方程式）：【思考与交流】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？[附：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NH 4NO 3的饱和溶液中即可。

2)将KCl 或NH 4NO 3的饱和溶液装入U 形管，用棉花堵住管口即可]产生持续、稳定的电流的原因 . 盐桥的作用 .二、由两个半电池组成原电池的工作原理（1）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。

①在这类电池中，用较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。

②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移动而形成内电路。

【尝试练习1】：锌铜原电池产生电流时，阳离子（）A．移向Zn极，阴离子移向Cu极 B.移向Cu 极，阴离子移向Zn 极C.和阴离子都移向Zn极 D.和阴离子都移向Cu 极（2）探究组成原电池的条件（2）组成原电池的条件（1）。

人教版化学选修四第四章分课时学案答案及解析《选修四第四章第一节原电池》导学案（第1课时）【对点练习】知识点一原电池1．答案B解析A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池的构－＋＋－成条件，两电极发生的反应分别是Zn－2e===Zn2，2H＋2e===H2↑；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。

2．答案D解析判断一个装臵能否构成原电池，要看是否符合原电池的构成条件：①电极材料(活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物)；②电解质溶液；③构成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。

A装臵：由于两个电极是同种金属，不能形成原电池；B装臵：酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；C装臵：没有形成闭合回路，不能形成原电池；D装臵：符合原电池构成的条件，能形成原电池。

3．答案C解析因乙杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，A、B皆错；因甲烧杯中Zn、Cu用导线连接后构成原电池，加快了Zn的溶解，故D错；又因两杯中的Zn都能与稀H2SO4反应产＋生H2而消耗H，故C正确。

4．答案C解析金属组成原电池，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极。

负极被氧化，质量减轻，正极发生还原反应，有物质析出，由题意得活动性A>B、A>C、C>D、D>B，故正确答案为C。

5．答案C解析乙烷燃烧的化学方程式为2C2H6＋7O2―→4CO2＋6H2O，在该反应中氧气得电子，乙烷失电子，因此通入氧气的电极为正极，而通入乙烷的电极为负极，故A答案错误；反应中参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比应为2∶7，故B答案错误；考虑到该电池是以KOH为电解质溶液的，生成的CO2会和KOH反应转化成K2CO3，反应中消耗KOH，KOH的物质的量浓度减少，＋故C答案正确；由于该电池是以KOH溶液为电解液的，D答案中负极生成的H显然在溶液中是不能存在的，故D答案错误。

考虑到电解质溶液的影响，此时该电池的总反应式应为2C2H6＋8KOH－－＋7O2―→4K2CO3＋10H2O，正极反应式为14H2O＋7O2＋28e===28OH(正极氧气得电子，理论上－2－形成O，但该粒子在水中不稳定，必须以OH形式存在)，负极反应式可用总反应式减去正极反－－－应式得到：2C2H6＋36OH－28e===4CO23＋24H2O。

第四章电化学基础第一节原电池1．在如图所示的水果电池中，外电路上的电流从X电极流向Y 电极。

若X为铁，则Y可能是()A．锌B．石墨C．银D．铜解析：电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y电极流向X电极，因此Y电极的金属活动性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。

答案：A2．实验室用铁片、铜片和AgNO3溶液组成原电池，则正极的电极反应式为()A．Fe－3e－===Fe3＋B．Fe－2e－===Fe2＋C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．Ag＋＋e－===Ag解析：在此原电池中，铁片、铜片分别为负极和正极。

总反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，正极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag，D项正确。

答案：D3．下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是()A．铜离子在铜片表面被还原B．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液C．电流从锌片经导线流向铜片D．铜是正极，铜片上有气泡产生解析：该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极(电流的方向与之相反)，负极、正极的反应分别为负极：Zn －2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu；盐桥中的阳离子向正极区CuSO4溶液中迁移，故A正确，B、C、D错误。

答案：A4．100 mL浓度为2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法是() A．加入适量6 mol·L－1的盐酸B．加入几滴CuCl2溶液C．加入适量蒸馏水D．加入适量的NaCl溶液解析：Zn置换出CuCl2中的Cu，Cu、Zn、稀盐酸构成原电池，加快了反应速率，同时也不影响产生H2的量。

答案：B5．如图所示装置中，电流表A发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c应是下列各组中的()A．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4B．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4C．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液D．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液解析：原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子是负极，a极上金属离子得电子是正极，电解质溶液中含有先于H＋放电的金属阳离子。

第四章电化学基础
第一节原电池
学习目标核心素养
1.以铜锌原电池为例，了解原电池的工作原理。

2．会正确判断原电池的正极和负极，能正确书写电极反应式和电池反应方程式。

3．能设计简单的原电池。

1.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度理解电子的移动、阴阳离子的移动、氧化反应及还原反应的发生、电流的形成过程和原理。

2．变化观念与平衡思想：进一步深化对化学能与电能相互转化的认识，了解从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，理解带有盐桥原电池的实用性。

一、原电池及其工作原理
1．原电池
(1)概念：将化学能转化为电能的装置。

(2)实质：利用能自发进行的氧化还原反应将化学能转化为电能。

2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
3.原电池形成条件
(1)两个活泼性不同的电极
较活泼金属作负极，较不活泼金属或非金属作正极。

(2)电解质溶液
两电极必须浸在电解质溶液中。

(3)形成闭合回路
用导线(或盐桥)分别连通外电路、内电路。

(4)自发氧化还原反应
实质性非物质形式条件。

二、原电池的设计
理论上，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池。

实际设。