高三化学一轮复习导学案-原电池

1 高三化学一轮复习导学案

课题： 原电池 （第一课时）

【目标引领】

考纲要求：

1、体验化学能与电能相互转化的探究过程。

2、理解原电池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和电池总反应方程式。

学习目标：

1、复习原电池的工作原理和构成条件，能准确判断电池的正负极、电子及溶液中离子的移动方向。

2、能够熟练地写出原电池的电极反应式和总反应式。

3、能正确设计原电池装置。

4、能运用原电池原理解决一些实际问题。

5、通过探究过程，并利用科学探究方法，提高科学探究能力，培养科学的思维方式和问题意识。

学习重点：原电池的工作原理，能设计原电池

学习难点：能够熟练地写出原电池的电极反应式和总反应式

【自主学习】

自主学习目标：

1、回忆必修二和选修四中原电池的工作原理和构成条件

2、了解盐桥的作用，知道双液原电池的优点

3、能准确书写简单原电池的电极反应式

4、能运用原电池原理解决一些实际问题

自主学习内容：I、以锌铜原电池为例

1、什么样的装置就可以称为原电池？

2、写出Zn片和Cu片上发生的电极反应式、现象和电池总反应式

锌片： 铜片：

2 总反应离子方程式：

3、什么是盐桥？盐桥有什么作用？

4、在图上注明正负极和电子、阴阳离子移动方向。

5、原电池是怎样利用氧化还原反应将化学能转化为电能的？

6、原电池的正负极的判断方法

根据原电池电极发生的反应：发生氧化反应的极是____极，发生还原反应的极是____极[

根据电子流动方向： 电子流出的极是___极，电子流入的极是 ___极；

电子由___极流向___极

根据离子移动动方向：阳离子移向___极，阴离子移向___极

根据电极现象：质量减少的电极通常是___极，质量增加的电极是____极

有气泡冒出的电极通常为___极

II、写出镁、铝作电极材料，电解质溶液分别为稀硫酸和氢氧化钠溶液，构成的原电池的总反应和电极方程式。

自我检测题：

1、判断正误

（1）原电池是把电能转化成化学能的一种装置（ ）

（2）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（ ）

（3）原电池的电极必须是两种活动性不同的金属，且活泼金属一定是负极（ ）

（4）HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l) 能设计为原电池（ ）

2、锌-铜-硫酸原电池产生电流时，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

3、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )

A.a > b > c > d B.a > c > d > b C.c > a > b .> d D. b>d>c>a

3 4、下列制氢气的反应速率最快的是( )

A.纯锌和1mol/L 硫酸 B.纯锌和18 mol/L 硫酸

C.粗锌和 1mol/L 盐酸

D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液

自主学习问题反馈：

【探究学习】

课堂探究目标：

1、能准确判断电池的正负极、电子及溶液中离子的移动方向。

2、能正确设计单液和双液原电池装置。

3、能够熟练地写出各种原电池的电极反应式和总反应式。

4、通过探究过程，并利用科学探究方法，提高科学探究能力，培养科学的思维方式和问题意识。

考题探究：

【探究一】电极的判断和离子、电子的移动方向的判断

1、微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移[来源:学科网

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

2、中石化于2012年将年产120万吨的乙烯工程落户大庆，乙烯是有机化工工业的重要原料，有很多重要用途．如：乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池，在制备乙醛的同时还可获得电能，其总反应化学方程式为：2CH2═CH2+O2→2CH3CHO．下列有关说法正确的是（ ）

A. 该电池电极a为正极，b为负极

B. 电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b

C. 负极反应式为：CH2═CH2-2e-+H2O═CH3CHO+2H+

D. b电极有2.24LO2反应，溶液中有0.4molH+迁移到b电极上反应

4 3、原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是（ ）

A．正极反应为AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

【探究二】电解质溶液对电极及电极反应的影响

4、如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用导线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余．下列说法正确的是（ ）

A．Fe比Pb活泼，始终作负极

B. Fe在浓硝酸中钝化，始终不会溶解

C．电池停止工作时，烧杯中生成了硝酸铁

D．利用浓硝酸做电解质溶液不符合“绿色化学”思想

5、常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（如图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。已知0-t1时，原电池的负极是Al片，正极的反应式为 ____________________________，溶液中的H+向_________电极移动, t1时，负极的电极反应式为____________________， t1时，原电池中电子流动方向发生改变是因为______________________________________________

【探究三】设计原电池和书写原电池各电极反应式

6、利用Fe与氯化铁溶液的反应设计成原电池，请画出有盐桥的装置图，并写出正负极电极反应式。

5

7、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，阴极附近溶液的碱性减弱

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

【课堂小结】

当堂检测：

1.根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是（ ）

A．2Ag(s)+Cd2+(aq)==2Ag+(aq)+Cd(s)

B．Co2+(aq)+Cd(s)==Co(s)+Cd2+(aq)

C．2Ag+(aq)+Cd(s)==2Ag(s)+Cd2+(aq)

D. 2Ag+(aq)+Co(s)==2Ag(s)+Co2+(aq)

2.Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列错误的是（ ）

A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+

B．正极反应式为Ag++e-=Ag

C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

3.锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图

6 所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由__________极流向__________极。（填字母）

（2）电池正极反应式___________________________________。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？__________（填“是”或“否”）原因是____________________________________________。

【巩固拓展】

归纳总结：

分层作业：

基础题：

1.全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是（ ）

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g

C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多

2.银制器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故．根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去．下列说法正确的是（ ）

A．处理过程中银器一直保持恒重

B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银

C．该过程中总反应为2Al+3Ag2S═6Ag+Al2S3

D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl

能力题

3.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是（ ）