高中化学人教版配套课件 选修4 4.1 原电池

第四章 电化学基础

第一节 原电池

学习目标

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。

新知导学

1．原电池的定义

原电池是一种

的装置。原电池反应的本质是

反应。

2．原电池原理

(1)对于氧化还原反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn原子与Cu2＋直接接触，Zn原子把电子直接给了Cu2＋，相当于 ，反应时有热量放出来， 电流产生。

(2)如图所示，组成的原电池：

Zn电极是负极，其电极反应为 ，该反应是 反应；Cu电极是 极，其电极反应为 ，该反应是 反应。

(3)如图所示，组成的原电池：

现象：有盐桥存在时电流计指针 ，即 (填“有”或“无”)电流通过电路。取出盐桥，电流计指针 ，说明 (填“有”或“无”)电流通过。

盐桥的作用：盐桥中的物质是含琼脂的KCl饱和溶液，盐桥中的Cl－移向 溶液，K＋移向 溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均 。

3．原电池设计

在一个氧化还原反应中，

性较强的物质做负极，负极向外电路提供电子； 性较强的物质做正极，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。

新知探究

一．原电池的工作原理

1．如图所示的原电池，随着时间的延续，电流计如何变化？为什么？

2．如何对上述原电池进行改进？使之能持续提供电流？

归纳总结

1．原电池形成的条件

(1)两个 不同的电极。

(2) 溶液。

(3)形成 回路(或两极直接接触)。

(4)能自发地发生氧化还原反应。

2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)

装置

示意图

现象 锌片 ，铜片上 ，电流表指针发生

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百度文库 高二化学教案（选修四）

课题：第四章 第一节原电池原理

授课班级

课 时 第二课时

教

学

目

的 知识

与

技能 体验化学能与电能相互转化的探究过程，初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

过程

与

方法 引导学生动手实验、分析实验、自主学习、独立思考，根据实验现象，学会分析、解决问题

情感

态度

价值观 在活动中增强团结、协作的合作意识，培养学生学习化学的兴趣，以及对立统一的辩证唯物主义观点

重 点 通过对原电池实验的研究，引导学生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。

难 点 从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质

课型 讲授： 习题： 复习： 讨论： 其他：

集体备课教案 个人备课教案

【引入】

电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。

【板书】§4.1 原电池

一、原电池实验探究

讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点！

【实验探究】(铜锌原电池)

实 验 步 骤 现 象

1、锌片插入稀硫酸

2、铜片插入稀硫酸

3、锌片和铜片上端连接在一起

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百度文库 插入稀硫酸

【问题探究】

1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？

2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？

3、锌片的质量有无变化？溶液中c (H+)如何变化？

4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？

5、电子流动的方向如何？

讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。

《原电池》常见题型及解法

有关原电池的知识是《考试大纲》要求理解并掌握的重要知识，是高中“电化学”知识的重要组成部分，也是化学和物理两个学科知识和能力的交叉点。现为同学们总结几种常见的应用原电池原理的题型及解法，希望对同学们解决原电池问题会有所帮助。

题型一、判断所给装置是否原电池

解决这类题型必须清楚构成原电池的条件：（1）有两种活动性不同的金属作电极（或一种惰性电极，如石墨电极、铂电极。）,例如:Zn-Cu，Cu-Ag，Zn-石墨，Cu-Pt均可以是组成原电池的两个极的材料；（2）电极材料均插入电解质溶液中；（3）两极相连与电解质溶液共同构成闭合回路。要构成一个原电池，必须满足这样的三个条件，缺一不可，缺少其中的任意一个条件均不能构成原电池。

装

置

判断 是 否，非电解质 否，不是闭合回路 均是

装

置

判断 是 是 否，不是闭合回路 是

在判断一个装置是否原电池时，应该注意这样三点：（1）不要计较电极的形状和大小；（2）不要计较闭合电路的形成方式，可以有导线，也可以不用导线，只要让两个电极互相连通就行；（3）也不必考虑电解质的成份，可以是一种溶质，也可以是多种溶质的电解质溶液；可以是强电解质溶液，也可以是弱电解质溶液。只要符合前面所说的构成原电池的三个条件，就能构成原电池。 题型二、电极反应式的书写：

装

置

电极反应 负极 Zn-2e-=Zn2+ Zn-2e-=Zn2+ Fe-2e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+

正极 2H++2e-=H2 O2+2H2O+4e-=4OH- Cu2++2e-=Cu 2Fe3++2e-=2

Fe2+

一般说来，简单的原电池负极的电极反应一般是负极金属本身失电子变成金属阳离子：R-ne=Rn+，比较容易写出；正极上的反应相对复杂一些，需要我们判断出溶液中的哪种微粒在正极板上得电子，这取决于溶液中各种微粒得电子能力的相对大小，这是正确写出正极上电极反应式的关键。常见的有这样三种情况，（1）酸性溶液中，H+得电子，发生析出氢气的反应，可以看作金属的析氢腐蚀；（2）在弱酸性、中性溶液中，通常溶液中的O2得电子，可以看作是负极发生吸氧反应；（3）当溶液中有金属活动顺序表中H后面的金属阳离子时，通常该金属阳离子得电子，例如：Cu2+、Fe3+、Ag+等。

1 第四章 电化学基础

第一节 原电池

【思维导图】

【微试题】

1.（2012全国大纲卷）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（ ）

A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 2 【答案】B

2.（2012四川高考）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH – 4e–+ H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是（ ）

A．检测时，电解质溶液中的H+向负极移动

B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗 4.48L氧气

C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2 = CH3COOH+ H2O

D．正极上发生的反应为：O2+ 4e–+2H2O=4OH–

【答案】C 3

3.（2011全国新课标）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是（ ）

A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2

C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O

【答案】C 4

4. （2015山东理综卷29、(15分)）利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。

（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________ ，电解过程中Li+向_____电极迁移（填“A”或“B”）。