专题1 第二单元 第1课时 原电池的工作原理

第1课时原电池的工作原理专题1第二单元化学能与电能的转化1.以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理。2.会正确判断原电池的正极和负极。3.学会原电池电极反应式的书写方法。学习目标定位内容索引一原电池的工作原理二原电池的电极判断及电极反应式的书写当堂检测一原电池的工作原理答案导学探究1.按图所示装置，完成实验并回答下列问题：(1)有关的实验现象有哪些？答案①锌片溶解，铜片加厚变亮，CuSO4溶液颜色变浅。②电流计的指针发生偏转。(2)该装置中的能量变化是。(3)电子流动方向和电流方向①外电路：电子由电极经过导线流向电极，电流由电极流向电极。②内电路：锌失电子，阴离子移向负极；铜离子得电子，阳离子移向正极。化学能转化为电能铜锌铜锌相关视频答案(4)电极反应负极反应式是；正极反应式是；电池反应式是。(5)用温度计测量溶液的温度，其变化是，原因是。Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===CuZn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu溶液的温度略有升高还有Cu2＋直接在锌电极上得电子被还原，部分化学能转化成热能答案2.按下图所示装置，完成实验，并回答下列问题：(1)实验过程中，你能观察到的实验现象是。(2)用温度计测量溶液的温度，其结果是；由此可说明。①锌片溶解，铜片加厚变亮②电流计指针发生偏转；③CuSO4溶液的颜色变浅溶液的温度不升高(或无变化)CuSO4溶液中的Cu2＋不能移向锌片得电子被还原答案(3)离子移动方向①硫酸锌溶液中：向盐桥移动；②硫酸铜溶液中：向铜极移动；③盐桥中：K＋移向区(CuSO4溶液)，Cl－移向区(ZnSO4溶液)。(4)若取出装置中的盐桥，电流表的指针是否还会发生偏转？为什么？答案不偏转。如果要使电流表指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路。若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，电流表指针不会发生偏转。3.实验结论：与题1中的原电池装置相比较，题2中双液原电池具有的特点：(1)具有盐桥。取下盐桥，_______________________________________________。(2)两个半电池完全隔开，Cu2＋无法移向锌片，可以获得_____________________。Zn2＋Cu2＋正极负极无法形成闭合回路，反应不能进行，可控制原电池反应的进行单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能相关视频1.原电池原理原电池原理是把进行，还原剂在极上失去电子发生反应，电子通过导线流向极，氧化剂在极上得到电子发生反应。2.原电池电极及电极反应特点(1)为电子流出极，相对活泼，通常是活动性的金属或某些还原剂，电极被，发生。(2)为电子流入极，相对不活泼，通常是活动性的金属或非金属导体，一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被，发生。归纳总结答案还原反应氧化反应和还原反应分开负氧化正正还原负极较强氧化氧化反应正极较差还原3.原电池的设计从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。(1)电解质溶液：一般能与反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与反应。(2)电极材料：一般较活泼的金属作，较不活泼的金属或非金属导体作。4.原电池的应用(1)比较金属活动性强弱。(2)比较反应速率。答案正极负极负极负极活学活用121.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形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为Ag＋＋e－===Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④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.①②B.②③C.②④D.③④解析答案12返回解析答案2.关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()A.电子从锌电极通过电流计流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑D.取出盐桥后，电流计仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变二原电池的电极判断及电极反应式的书写1.原电池电极(正极、负极)的判断依据有多种。试填写下表：答案导学探究判断依据正极负极电极材料________________________________电子流向__________________电极反应__________________电极现象____________________________电极减轻不活泼金属或非金属导体活泼金属电子流入电子流出还原反应氧化反应电极增重或产生气体2.写出下表中原电池装置的电极反应和总的化学反应方程式：解析答案负极材料正极材料电解质溶液(1)铁铜稀硫酸(2)铜银硝酸银(1)正极反应________________；负极反应____________________________________；总反应方程式__________________________________。(2)正极反应________________________________；负极反应________________________；总反应方程式_________________________。答案3.有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的反应方程式为Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。(1)Zn发生反应，是极，电极反应式是。(2)Ag2O发生反应，是极，电极反应式是。Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－氧化负Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2还原正1.一般电极反应式的书写方法(1)定电极，标得失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。(2)看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。(3)两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。归纳总结2.已知总反应式，书写电极反应式(1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与产物。(2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。(3)根据质量守恒配平电极反应式。(4)复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式。活学活用343.某电池的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是()解析答案正极负极电解质溶液ACuFeFeCl3溶液BCFeFe(NO3)2溶液CFeZnFe2(SO4)3溶液DAgFeCuSO4溶液解析能实现反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋的原电池应符合以下条件：①负极为Fe，正极材料的活泼性比Fe差；②电解质溶液应为含Fe3＋的溶液，B、D两项电解质溶液选错；C项负极材料选错。A344.依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)设计的原电池图所示。34请回答下列问题：(1)电极X的材料是____；电解质溶液Y是____________。(2)银电极为电池的____极，发生的电极反应式为______________________________________；X电极上发生的电极反应式为________________。(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。解析该原电池的电池总反应式为2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)，由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。电子从原电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。CuAgNO3溶液正2Ag＋＋2e－===2Ag(或Ag＋＋e－===Ag)Cu－2e－===Cu2＋Cu(负)Ag(正)解析答案返回学习小结当堂检测1243解析答案1.将纯锌片和纯铜片按图所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.产生气泡的速率甲比乙慢解析图甲是一个原电池装置，负极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋，正极(Cu)：2H＋＋2e－===H2↑，形成原电池能加快产生氢气的速率；图乙中，Zn直接与稀H2SO4反应生成H2：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，甲、乙两烧杯中H2SO4均被消耗，溶液的pH均增大。5C1243解析答案52.某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是()A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===CuC.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b用导线连接后，电流由铁电极经导线流向铜电极1243解析答案53.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是()A.Fe作正极，发生氧化反应B.工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变C.负极反应：2H＋＋2e－===H2↑D.工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大解析答案124354.分析图所示的四个原电池装置，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作电池负极D.④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑5.由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。12435装置现象二价金属A不断溶解C极质量增加A上有气泡产生12435解析答案根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_________________。(2)装置乙中正极的电极反应式是____________________。(3)装置丙中溶液的pH_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是________________。解析甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性B＞C；丙中A上有气泡即H2产生，则A为正极，活动性D＞A，随着H＋的消耗，pH变大。A－2e－===A2＋Cu2＋＋2e－===Cu变大D＞A＞B＞C返回