原电池的工作原理学案

江苏省阜宁中学高二化学教学案No.10课题：化学能与电能的转化 原电池的工作原理 编写：孙成雄 审定：袁士成 解吉普【自学评价】1构成原电池的基本条件是什么？2. 原电池的两个电极上分别发生什么类型的反应？3. 电极反应与电池反应的关系是什么？【互动学习】一、原电池的基本概念问题一 原电池的概念： 装置问题二 原电池的构成条件：（1） 。（2） 与 溶液接触。（3）有导线相连且组成闭合回路，或具备将化学能转化成电能的条件。问题三 电极名称及电极反应。 负极：较活泼金属，电子流 的极，发生 反应。 正极：不活泼金属（或非金属，导体），电子流 的极，发生 反应。（4）工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。二、原电池的正、负极判断及电极方程式的书写问题一 原电池的正、负极的判断方法（1）由两极的活泼性强弱确定：活泼性 金属为负极，活泼性 的金属或能导电的非金属为正极。（2）根据在两电极发生的反应来判断： 。（3）由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或其质量不断减少，该电极发生 反应，则此电极为原电池的 极；若某一电极的质量不断增加或不变或有气体产生，该电极发生 反应，为此电池的 极。（4）根据外电路中自由电子的移动方向确定： 。（5）根据内电路中阴阳离子的移动方向确定：在内电路中 移向的电极为正极， 移向的电极为负极。问题二 电极反应式的书写（1）如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极规律（负氧正还）书写电极反应式。（2）如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况），再选择某一极上的简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或用总反应式减去已写出的电极反应式即可（加、减法）。三、原电池的设计方法构成原电池的基本条件，是进行原电池设计的基本依据。1 根据电池反应写出电极反应式，以 Fe+Cu2+=Fe2+Cu为例。把氧化还原反应Fe+Cu2+=Fe2+Cu分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。氧化反应（负极）： ；还原反应（正极）： 。2电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，往往以负极反应为依据确定电极材料，这里选用 为负极。正极与负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种材料，且正极材料的活动性比Fe弱，多采用惰性电极C。本例也可用 等金属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。本例电解质溶液要含有 ，可以为 溶液。4形成闭合回路。【经典范例】例1 用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述中正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为：Ag+e=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍然继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A. B. C. D.例2在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述中正确的是A.正极附近的离子浓度逐渐增大 （ ）B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出例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极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 （ ）A.abcd B.acdb C.cabd D.bdca 【课堂检测】1铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应 。负极反应 。2原电池的正负极的判断：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。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。根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是 极，阴离子移向的极为 极。根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是 电子发生 反应，其正极总是 电子发生 反应。【课后作业】1铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是 （ ）A .阴极 B.正极 C.阳极 D.负极2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3用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是 （ ）A.加热 B.不用稀硫酸，改用98浓硫酸 C滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片，改用铁粉4将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）A两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大 D产生气泡的速度甲比乙慢5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6下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是 （ ）7一个原电池的总反应的离子方程式是ZnCu2+Zn2+Cu，该反应的原电池的正确组成是 （ ）ABCD正极ZnCuZnFe负极