第四章 电化学基础--原电池
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第四章电化学基础第一节原电池原电池及其工作原理1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理(以铜—锌原电池为例)负极正极续表易错警示原电池工作原理中四个常见失分点的规避(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池,将化学能转化为电能。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥。
(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
原电池正负极的判断方法说明:(1)活泼性强的金属不一定作负极,但在负极的电极上一定发生氧化反应。
(2)溶液中的离子不能通过盐桥。
(3)负极本身不一定参加反应,如燃料电池中,作为负极的材料不参加反应,只起到了导电的作用。
原电池原理的四大应用1.比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
2.加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率加快。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
3.设计制作化学电源(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。
(2)正、负极材料的选择:根据氧化还原关系找出正、负极材料,一般选择活泼性较强的金属作为负极;活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。
(3)电解质溶液的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。
但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子,这样可减少离子极化作用,便于电子和离子的移动,如在Cu-Zn构成的原电池中,负极Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中,而正极Cu浸泡在含有Cu2+的电解质溶液中。
第四章电化学基础一、原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极,阳离子移向正极。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应: Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应: 2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向:负极流入正极(3)从电流方向:正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象:①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极二、化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池(一)一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(二)二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb-2e- =PbSO4↓正极(氧化铅): PbO2+4H++2e- =PbSO4↓+2H2O充电:阴极: PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H+阳极: PbSO4+2e- =Pb两式可以写成一个可逆反应: PbO2+Pb+2H2SO4 ⇋ 2PbSO4↓+2H2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池(三)燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
(完整word版)【教材分析】原电池_化学_高中
第四章电化学基础
第一节原电池
教材分析
本节课的教学内容“原电池”,是人教版《普通高中课程标准实验教科书化学选修4 化学反应原理》中第四章电化学基础的第一节内容。
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。
选修阶段的电化学部分的内容为学生提供了一个较为完整和系统的电化学原理相关知识,也为学生理解和运用电化学的知识奠定了基础。
另一方面课本将实验探究充分融入到理论知的学习过程当中,让学生经历科学探究的过程,为学生进一步提高科学探究能力创设了平台。
同时,也充分联系原理在实际生产生活中的运用,让学生体会到化学的有用性,体验科学、技术、社会与环境的密切关系,达到提高学生科学素养的目标.
选修四第四章第一节再次学习原电池的目的在于学生在本节课的学习中,从学生已有的知识基础入手,进一步深化巩固原电池的工作原理及其构成条件,并随之引入盐桥的概念,结合实验探究和理论探究,学习盐桥的作用,并从微观本质上学习掌握盐桥的工作原理。
并在教师引导下进一步掌握判断原电池的正负极的方法和学会正确书写电极反应方程式.同时,也让学生了解原电池的本质及其实质应用,为学习化学电源、燃料电池等打下基础。
1。
第四章电化学基础第一节原电池(1)班级姓名1.下列关于原电池的叙述中,正确的是()A.原电池中,正极就是阳极,负极就是阴极B.形成原电池时,在负极上发生氧化反应C.原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动D.电子从负极流向正极2.下列关于原电池的叙述正确的是()A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是化学能转变为电能的装置C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极3.在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是( )A.锌片是正极,铜片上有气泡产生B.电流方向是从锌片流向铜片C.溶液中H2SO4的物质的量减少D.电解液的PH保持不变4.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的原电池的正确组成是)A.Mg片作负极,电极反应:Mg-2e-=Mg2+B.Al片作负极,电极反应:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2OC.电子从Mg电极沿导线流向Al电极D.Mg片上有气泡产生6.下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是()A、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中B、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中C、与氯气反应时,铝失去3个电子,而铜失去2个电子D、常温下,铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化7.有A、B、C、D四种金属,当A、B组成原电池时,电子流动方向A→B ;当A、D组成原电池时,A为正极;B与E构成原电池时,电极反应式为:E2-+2e-=E,B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为()A、A﹥B﹥E﹥D B、A﹥B﹥D﹥EC、D﹥E﹥A﹥BD、D﹥A﹥B﹥E8.原电池的正负极的判断:①由组成原电池的两极材料判断。
一般是的金属为负极,活泼性的金属或能的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。
电流是由流向;电子流动方向是由极流向极。
第四章电化学基础第一节原电池(第一课时)教材分析本节教材大体上可以分为三部分。
第一部分是原电池的组成和化学原理,第二部分是化学电源,第三部分是金属的电化学腐蚀。
第一部分是围绕两个探究实验展开的。
这两个实验的原理是相同的,但在教学中的作用却不相同,[探究实验]安排在本节的开始,目的在于从有关金属知识的教学中,过渡到电化学知识的教学。
因此,该试验比较简明,仪器也比较简单,主要是为了启发思考,引起兴趣。
[探究实验]中只用两个烧杯、硫酸和几段金属丝。
为了增强直观性,该实验改为边讲边实验。
[探究实验]则不同,要通过这个实验,讲明原电池的原理,因此对仪器的要求较严格。
为使学生通过电流表指针的偏转,确实认识到有电流产生而保证实验能达到效果。
教材要求讨论组成原电池的条件,以帮助学生理解原电池原理。
教学过程中,充分利用实验,启发学生通过实验,观察、思考、探索原电池反应的化学原理。
对[探究实验],按教材教材介绍的步骤进行,在实验过程中,随时提出一些启发性的问题,引导学生思考。
(1)把锌片和铜片同事浸入稀硫酸中,让学生观察现象并分析原因。
(2)“把上端用导线相连的锌片和铜片同时浸入稀硫酸中,现象将有什么不同?”激发学生兴趣,然后演示。
(3)在导线中间接入一个电流表,电流表的指针发生偏转,让学生观察现象并分析原因。
(4)把电流表与干电池相连,并与原电池相比较,使学生明确原电池的外电路上的电流是从铜片经过导线流向锌片,即电子从锌片流向铜片。
把实验分成这样几个步骤进行,使学生看到有气泡产生和电流的流向,并通过观察、思考,从宏观现象引导到电子流向的微观分析,由表及里逐步分析推理,有利于探索原电池的化学原理。
实验后,提出几个思考题,让学生带着思考题阅读教材;在阅读后组织学生讨论,大家共同总结出组成原电池的条件。
(1)锌片的电子为什么会流向铜片?(2)铜片上为什么有气体产生?产生的气体是什么?(3)铜片上发生了什么反应?写出铜片上发生反应的电极反应式。