原电池的工作原理

【重点】：进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和原电池反应方程式。【难点】：原电池的工作原理【教学目标】1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程；2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；3、能够写出电极反应式和电池反应方程式.原电池习题原电池构成条件（盐桥与半电池）原电池工作原理原电池概念[情境引入][引言]同学们，各种形式的能量，在一定条件下是可以相互转变的，例如：通过电动机可以将电能转化为机械能等。[学生活动]举出各种能量相互转变的实例。[提问]通常情况下，化学反应中能量的变化主要是化学能和什么能之间的转化？化学能和电能之间是否能相互转变？•[展示]生产、生活中常见的、必不可少的电池图片。•[学生活动]观看图片，思索“电池”确实与我们的生活息息相关。•[提问]在怎样的条件下可以实现这种转变？•实现转化：设计成原电池。•[讲述]这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打捕捉到并加以研究，发明了世界上第一个电池：伏打电池，即原电池。•【展示】《伏特电池》的发明[情境引入]【创设情景】“我家的水果会唱歌”【探究原电池的工作原理】•1、学生分组实验，探究原电池的构成。【实验探究】实验1和实验2，强调实验观察的有序性。【讨论交流】1.实验2中铜片上的气体经分析其成分为氢气，为什么铜片上有氢气生成？2.H+在铜片上得到的电子是从哪里来的？是不是铜片上失去的？【讨论归纳】1.结合元素的去向分析,氢气应是在铜片上发生如下反应生成的:2H++2e-→H2↑2.由实验2可知电子不是铜失去的。猜测：可能是电子从锌片上失去经导线流到铜片上。【启发引导】如果是电子从锌片上失去经导线流到铜片，那么导线上必然有电流通过？如何判断是否有电流通过呢？【自由发言】学生各抒己见【实验探究】以铜、锌(两种活动性不同的金属)和稀硫酸为主角的“声、光、电”小实验。(将实验3中的换成①贺卡/石英钟；②小电珠；③灵敏电流计中的任意一种。每一排同学任选一种)(贺卡、石英钟、小电珠等实验材料学生课前准备)【汇报分享】学生代表汇报实验现象【问题分享】【引出概念】把化学能转化为电能的装置。【动画模拟】原电池工作原理的微观动画模拟。【讨论交流】1.讨论学生提出问题：电流产生的原因，及影响因素。2.根据原电池原理的微观动画模拟尝试解释实验中发生的现象。3.尝试用氧化还原反应的知识分析锌片、铜片上发生反应的情况。【小结归纳】1.由于锌比铜活泼，锌失去电子由导线流到铜上从而在导线上产生了电流，H+在铜片上得到电子生成氢气。2.电极反应式:铜片:2H++2e-→H2↑(还原反应)锌片:Zn-2e-→Zn2+(氧化反应)原电池知识小结(以铜—锌—稀H2SO4原电池为例)电极电子得失反应类型电极反应式电池反应式铜正极得电子还原反应2H++2e-==H2↑Zn+2H+=Zn2++Cu锌负极失电子氧化反应Zn-2e-==Zn2+【总结归纳】一、原电池1、原电池：2、工作原理：氧化—还原反应把化学能转化为电能的装置。3、原电池电极反应式的书写注意事项（1）确定原电池正负极，以及两极上发生反应的物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应（3）将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式（2）重视介质是否参加反应，注意两极得失电子总数相等【质疑】1.你认为构成原电池的条件是什么？2.请你判断下列装置能否产生电流？是否是原电池？并通过实验验证你的判断。[探究原电池构成条件]【实验探究】引导学生交流实验结论及发现的问题，根据实验现象修正对“原电池的构成条件”的认识。4、原电池的构成条件(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。(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。铜锌原电池盐桥动画1.组成——两个半电池、盐桥②使两个烧杯中的溶液连成一个通路盐桥的作用①让溶液始终保持电中性使电极反应得以继续进行盐桥：饱和KCl溶液(以琼胶制作成冻胶)盐桥原电池2、工作原理外电路：Zn失去电子沿导线通过电流表进入铜片内电路：Zn原子失去电子成为Zn2+进入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增加而带正电，盐桥中的Cl—会移向ZnSO4溶液；同时Cu2+获得电子成为金属沉淀在铜片上，使CuSO4溶液因SO42—相对增加而带负电，盐桥中的K+移向CuSO4溶液，从而形成闭合回路。Zn——负极Cu2eCu23、电极反应Cu——正极Zn-2e-=Zn2+总反应方程式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu小结：将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。[原电池构成条件习题]动画资料abcd知识梳理总结I电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极2．原电池的构成条件1、原电池概念及其工作原理3、半电池和盐桥知识梳理4、原电池正、负极判断方法*说明原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建题组一原电池工作原理的考查1．下列装置中能构成原电池产生电流的是()解析A项，电极相同不能构成原电池；C项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；D项，锌与电解质溶液不反应，无电流产生。解析A项，电极相同不能构成原电池；C项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；D项，锌与电解质溶液不反应，无电流产生。解析A项，电极相同不能构成原电池；C项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；D项，锌与电解质溶液不反应，无电流产生。B题组一题组二1234知识梳理探究高考练出高分2．有关电化学知识的描述正确的是()A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池知识梳理·题型构建D题组二解析CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。题组一题组二1234题组一原电池工作原理的考查知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建(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。规避原电池工作原理的4个易失分点(1)只有放热的氧化还原反应才能通过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。(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。知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建3．下列有关原电池的说法中正确的是()A．在内电路中，电子由正极流向负极B．在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化解析A项，内电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。解析A项，内电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。解析A项，内电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。D题组二原电池正、负极的判断题组一题组二1234知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑题组二原电池正、负极的判断题组一题组二1234知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A错，C错。题组一题组二1234答案B题组二原电池正、负极的判断②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确。④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。【课后作业】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．abcdB．acdbC．cab.dD．bdca【课后反思】1.查漏知识点：2.主要错题：1．根据自己的实际设计一个切实可行的原电池，同时请同学们再次查找相关资源，了解我国的能源分布和利用情况2．课外探究：普通干电池的组成、工作原理。搜集的有关信息:电池的发展和各种化学电池及其应用。【百度网页】搜索网页：电池图片及电池的发展、电池的应用相关视频搜索视频资源→橙子电池，用多少橙子可以给iPhone充电？【课后作业】制作设计：郑容容欢迎提出宝贵意见普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池“神七”用太阳能电池