原电池

“巫山神女弄阴晴，截断江流意不平，怒激狂涛撞斗碎，璇机散落海西明”------------赞颂三峡发电站的诗思考：自豪之余，你们想过没有，三峡发电站的发电原理是怎样的呢？它和电池的发电原理相同吗？怎样用物质来发电呢？思考题1、锌片和铜片插入稀硫酸的现象是什么？2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象是什么？3、铜片为什么有气泡产生？4、如何检验证明是那种情况?5、电子流向如何？6、该装置实现了怎样的能量转化?锌铜ASO42－SO42－SO42－Zn2+e－e－Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+SO42－铜锌原电池装置及其工作原理示意图e－e－硫酸铜溶液工作原理较活泼的一极（锌极）失电子：负极不活泼的一极（铜极）上，有物质得电子：正极电池反应：Zn2+Zn-2e-(氧化反应)Cu2++2e-Cu(还原反应)Zn+Cu2+=Zn2++CuZn2+Zn-2e-学习目标1.熟记原电池的反应原理、构成条件，会设计原电池并能准确写出原电池的电极反应式。2.通过对铜锌原电池的实验探究，能够从电子转移的角度解释化学能转化为电能的本质。3.结合实际生活，举例说明原电池原电池在生活实际中的应用。重点：原电池的工作原理难点：电极反应式的书写1、原电池的构成条件把化学能直接转化为电能的装置——原电池①两极：正极：负极：较不活泼的金属或非金属(如石墨)较活泼的金属②电解质溶液③形成闭合回路氧化反应Zn－2e－＝Zn2＋电解质溶液失e－,沿导线传递，有电流产生还原反应2H＋＋2e－＝H2↑阴离子阳离子负极正极Zn－2e－＝Zn2＋2H＋＋2e－＝H2↑Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑(离子方程式）Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑（化学方程式）电极反应负极：正极：总反应：（氧化反应）（还原反应）锌——铜原电池判断原电池正负极的判断方法1、由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极；活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。2、根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。4、根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应；正极总是得电子发生还原反应。【归纳小结】5、依据现象判断（电极反应现象）不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极。3、根据原电池的电解质溶液中离子定向移动的方向来判断：原电池的负极是阴离子移动的方向；正极是阳离子移动的方向。2、原电池反应原理①粒子流向电子：负极→正极电流：正极→负极溶液中阴离子→负极溶液中阳离子→正极②电极反应负极：氧化反应活泼金属失电子变阳离子正极：还原反应溶液中离子得电子总反应：负极金属与电解液的离子反应3、化学电池的反应本质氧化还原反应原电池将自发的氧化还原反应分割为氧化、还原两个反应在负、正两极同时不同地进行，正负两极上进出电子总数相等。根据电子守恒原理进行计算练习(1)、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.①②③(×)(×)(∨)2H＋＋2e＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e＝Zn2＋Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑⑤④(∨)(∨)负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn－2e－＝Zn2＋2H＋＋2e－＝H2↑Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑Fe－2e－＝Fe2＋Cu2＋＋2e－＝CuFe＋Cu2＋＝Fe2＋＋CuFe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4⑦⑥(×)(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e－＝Zn2＋Cu2＋＋2e－＝CuZn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu或Zn＋CuSO4＝ZnSO4＋Cu(2)、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是(D)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；(3)、等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是：D（4）、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硫酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为A、X＞Y＞ZB、X＞Z＞YC、Y＞X＞ZD、Y＞Z＞XC（5）、把A、B、C、D四块金属片用导线两两相连，浸入稀硫酸中组成原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为A、A＞B＞C＞DB、A＞C＞D＞BC、C＞A＞B＞DD、B＞A＞C＞DB4、原电池电极反应的书写方法③正极反应②负极反应①总反应负极金属与电解质溶液的离子反应负极金属失电子变成阳离子的反应总反应减去负极反应(1)碳、锌和稀H2SO4组成的原电池正极：2H++2e-=H2↑负极：Zn-2e-=Zn2+总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑(2)写出Mg-Al以H2SO4为电解质溶液电极反应正极：2H++2e-=H2↑负极：Mg-2e-=Mg2+总反应式：Mg+2H+=Mg2++H2↑(3)写出Mg-Al以NaOH溶液为电解质溶液电极反应正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-负极：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O总反应式：2Al+2H2O+2OH-=3H2↑+2AlO2-(4)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式分别为：负极2H2+4OH--4e-=4H2O，正极O2+2H2O+4e-=4OH-若把电解质溶液改为稀H2SO4，则其电极反应式分别为：负极2H2-4e-=4H+正极O2+4H++4e-=2H2O。5.设计原电池利用反应：Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2设计一个原电池。画出实验装置图，并指出正极为C或者Fe或者比Zn活泼性差的金属电极反应式：Fe3++e-=Fe2+负极为Zn，电极反应式：Zn-2e-=Zn2+；归纳：原电池的反应一定是氧化还原反应，因为只有氧化还原反应才存在电子的转移。根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应。（即失电子的氧化反应和得电子的还原反应），然后结合原电池的电极反应特点分析，负极使用在本反应中失电子的金属，正极要使用比负极活泼性差的导电材料，电解质溶液中要含有该反应的氧化性阳离子。依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示：请回答下列问题：（1）电极X是；Y是。（填化学式）（2）银电极为电池的极；X电极上发生的电极反应为。（3）外电路中的电子是从电极流向电极。（填化学式）CuAgNO3正Cu-2e-=Cu2+CuAg1、原电池的工作原理：当堂小结铜锌原电池氧化反应ZnZn2++2e-电解质溶液失e-,沿导线传递，有电流产生还原反应2Cu2++2e-2Cu阴离子阳离子负极正极2、构成原电池的条件：①两种活性不同的金属或一种金属和一种非金属导体；②电解质溶液；③形成闭合电路。④有一个自发的氧化还原反应3、原电池正负极判断a、根据反应判断：氧化反应—负极还原反应—正极b、根据电极材料判断：活泼性强的金属—负极活泼性弱的金属或石墨—正极c、根据电子或电流方向判断：电子流出——负极电子流入——正极d、根据离子移动方向判断阳离子正极：阴离子负极4、化学电池的反应本质：氧化还原反应5、原电池的设计