山东省牟平第一中学高中化学《1.3化学能转化为电能 原电池》（第1课时）学案（无答案）鲁教版选修4

第3节 化学能转化为电能电池 (第1课时) 原电池工作原理【学习目标】通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理，根据电流的方向判断原电池的正极和负极的方法，以及电池反应的概念； 自主学习【活动探究1】 将锌粉加入CuSO4溶液中，测量温度的变化，分析能量变化情况。现象： 发生的反应为： 在这个反应中，锌 电子，直接给了与它接触的铜离子。该反应将 能转化为了 能。【活动探究2】CuSO4溶液 G Zn Cu 如果锌粉加入CuSO4溶液的反应是放热反应，试设计试验将反应释放的能量转化为电能。注意分析溶液中的阴阳离子的移向问题【现象】（1）电流表指针发生偏转；（2）锌片溶解（3） CuSO4溶液颜色变浅； （4）铜表面也出现一层红色的固体物质；（5）溶液温度略有升高。【分析】电流计的指针发生，说明有产生，即发生了能转化为能的过程。由电流的方向可知，电子由通过导线流向，由此判断是负极、是正极。锌片上有流出发生了反应，即：；锌原子电子通过导线流向，进入溶液，溶液中的在铜片上电子发生反应，即：，生成的沉积在铜片上。两极之间溶液中的定向移动和外部导线中的定向移动构成闭合的回路，使两个电极反应持续进行，发生有序的电子转移过程，产生电流。其总反应式为： 。【学海导航】一、原电池的工作原理1、定义：原电池： 2、原电池的构成：（1） （2） （3） （4） 3、正负极的判断（1）负极：发生 反应的电极, 电子的电极，电流的 极， 较活泼的电极（2）正极：发生 反应的电极， 电子的电极，电流的 极，较不活泼的电极例题1 如下图装置能组成原电池的是 （ ）针对性练习1某电池的总反应的离子方程式为2Fe3 Fe 3Fe2，不能实现该反应的原电池是 （ ） 正极 负极 电解质溶液 A Cu Fe FeCl3B C Fe Fe（NO3）3C Fe Zn Fe2（SO4）3 D Ag Fe CuSO4 【观察思考】P21的双液原电池Zn Cu G 1mol/LZnSO4溶液 1mol/LCuSO4溶液 【问题】1.在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？2. 在盐桥插入之后，是否有电流产生？实验现象是什么？3. 与图1-3-2所示的原电池相比，该原电池具有什么特点？ 要点强化指导A、盐桥的作用：通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流传导。将副反应降低至最小程度，这样，更彻底的将反应所释放的能量转化为电能。B、通过盐桥，阴离子SO42和Cl向锌盐溶液移动，阳离子Zn2和K向铜盐溶液移动，使电流继续流通，形成闭合的回路。5、原电池的电极方程式和总方程式的书写 （1）没给总方程式Zn C 【举例】 CuSO4溶液判断正负极（根据定义（主要依据）或金属的活泼性）写出电极反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）写出总方程式（电子守恒）【例题2】将镁片和铝片用导线相连，插入H2SO4溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。【针对性练习2】将镁片和铝片用导线相连，插入NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式AlMgNaOH原电池：负极（ ）： 正极（ ）： 电池反应： （2）给出总方程式【例题3】甲烷燃料电池：CH4 + O2 + 2OH = CO32 + 3H2OCH4+O2H2OKOH溶液判断正负极（把总反应式拆成氧化反应和还原反应）写出电极反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）两式加，验总式注意：若只能写出较简单一极反应式，在遵循电子守恒的条件下，可将总反应式减去一极反应式，即得另一极反应式【巩固】电极反应式的书写： 原电池反应一般都是自发进行的，因而在写电极反应时，首先将总反应变换成反应（负极）和反应（正极）。如：2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 ，正极：；负极：。其中，Fe电极为负极时，被氧化为离子。正极反应与负极反应的得失电子数要。正极反应与负极反应直接相加可得原电池的。电极产物是否与电解质溶液中的有关成分作用，若有作用则要一块写出。 要点强化指导 1原电池是将化学能原转化为的热能而改转化为电能，并不是放热反应就能设计成原电池，而是能自发的氧化还原反应理论上可设计成原电池。2电极材料有时并不一定是金属（如石墨碳棒），有时还可以是相同的金属（如金属铂），但电极反应一定是氧化还原反应。如：氢氧燃料电池。3负极与电解质溶液的溶质不一定要求发生反应，但负极上一定有物质失去电子变成阳离子或消耗阴离子。【达标测试】1关于原电池的说法正确的是（ ）A在正极上发生氧化反应 B化学性质较活泼的金属为负极C在外电路正极电子流出 D在负极上发生还原反应2下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是（ ）ABa（OH）28H2O 与NH4Cl的反应 B铝与盐酸的反应C石灰石的分解 D甲烷与氧气的反应3. 在原电池和电解质的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（ ）A. 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B. 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C. 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D. 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应4. 某原电池，将两金属X、Y用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现Y电极质量增加，则可能是下列情况中的（ ）A. X是负极，电解质溶液为CuSO4溶液B. X是负极，电解质溶液为稀H2SO4溶液C. X是正极，电解质溶液为CuSO4溶液D. X是正极，电解质溶液为稀H2SO4溶液5. 熔融盐燃料电