好原电池学案李永江.doc

第二节 化学能与电能【学习目标】1. 原电池的工作原理。2. 电极反应式.原电池反应式的书写。3. 原电池的应用。【学习重点】原电池概念、原理、组成及应用。【学习难点】通过对原电池实验的研究，从电子转移角度理解原电池。【学习过程】一、一次能源和二次能源1、一次能源： 2、二次能源： 【练习】下列关于能源的说法正确的是（ ） A、电能是二级能源 B、水力是二级能源 C、天然气是一级能源 D、煤气是一级能源二、化学能与电能的相互转化1、火力发电的过程：化学能 【练习】1、电力在国民经济及日常生活中占有重要的地位，现阶段我国工农业生产、生活上等的用电主要是（ ）产生的 A、火力发电 B、水力发电 C、风力发电 D、核力发电2、原电池【实验】实验现象：实验1：把一块锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里。 实验现象：实验2：用导线将锌片和铜片连接起来。探究课本实验2-4，填写下列表格现      象铜  片锌  片电流表【学与问】根据你所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定铜锌原电池装置的正、负极？Cu-Zn原电池工作原理Cu-原工作原想考下列问题实验2中：1.，哪种物质失电子？哪种物质得电子？2 .Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的？3.H+得到的电子是Cu失去的吗？Cu在这个过程中起什么作用？5.电子从Zn到溶液中H+经历了哪些途径？6.导线在这个过程中起什么作用？ 7.你怎样才能知道导线中有电子流过？怎样才能知道导线中电子流动方向？铜锌原电池的工作原理 铜锌原电池ZnCuH2SO4溶液失e-,沿导线传递，有电流产生反应的化学方程式请用双线桥表示电子的转移情况： 电子的流向与电流的流向相反正极： 电子，发生 负极： 电子，发生 反应的离子方程式：根据铜锌原电池，填写下表：电极电极材料电极反应反应类型得失电子的粒子电子流动方向负极正极【归纳】2、原电池的原理：总结 叫做原电池归纳小结：1、 锌片： （ 反应）铜片： （ 反应） 总反应式： 2、电极反应式：表示 的式子。3、原电池中的电极名称：负极： 正极： 练习1.将锌片和铜片用导线连接于同一稀硫酸溶液中。下列叙述正确的是( )。 A正极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大 B负极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大 C正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变 D正极附近硫酸根离子的浓度逐渐减少练习2.原电池产生电流的本质原因是 （ ）A、原电池中溶液能电离出自由移动的离子B、有两根导线将两个活动性不同的电极连接C、电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D、电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移2原电池正、负极的判断方法(1)根据组成原电池的两极材料判断一般是活动性较强的金属为 ，活动性较弱的金属或能导电的非金属为 。(2)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 流向 。(3)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向 ，阴离子移向 。(4)根据原电池两极发生的变化来判断原电池的 总是失电子发生 ， 总是得电子发生 。(5)根据现象判断溶解的一极为 ，增重或有气泡放出的一极为 。练习3.某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，该金属可能为() A铝 B铜 C锡 D硅3原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应速率如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。练习3实验室中制取氢气，最好的方法是( )。 A纯锌与稀硫酸反应 B纯锌与浓硫酸反应 C纯锌与稀盐酸反应 D粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应(2)比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活泼性强的金属为 ，活泼性弱的金属为 。例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性 > 。练习4.在如下图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是()A碳棒上有气体放出，溶液pH变大Ba是正极，b是负极C导线中有电子流动，电子从a极到b极Da极上发生了氧化反应练习5.下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是（ ） A在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多； B同价态阳离子，甲比乙的氧化性强； C甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能； D将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极练习6.把a、b、c、d四块金属片浸入稀酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、a 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顺序为( )A、abcd B、 acdb C、cabd D、bdca(3)设计原电池已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。例如，利用Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：负极(Cu)：Cu2e=Cu2(氧化反应)正极(C)：2Ag2e=2Ag(还原反应)电极反应式和原电池反应式的书写1电极反应式的书写(1)根据原电池的装置书写负极：若负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况；a.一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应可表示为 。b.另一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液反应叠加在一起，如铅蓄电池的负极反应为PbSO2e=PbSO4。若负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写，如H2O2(KOH溶液)电池的负极反应为H22OH2e=2H2O。正极：首先判断在正极发生反应的物质。当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。一般电反应可表示为 然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要书写叠加式。(2)根据原电池反应书写电极反应式找出发生氧化反应和还原反应的物质，确定正负极产物。利用电荷守恒分别写出电极反应式。验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。2原电池反应式的书写两电极反应式，得失电子数 时，将两电极反应式相加即得原电池反应式。特别提醒在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，无论该离子是强电解质提供的，还是弱电解质提供的，一律写离子符号；而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示。原电池的形成条件探究原电池构成部分对比一实验现象解释或写化学方程式电流计插在一个盛有稀硫酸的烧杯中 Zn溶解无气泡偏转石墨气泡插在两个盛有稀硫酸的烧杯中Zn无明显现象无偏转石墨 结论：原电池构成部分对比二实验现象解释或写化学方程式电流计稀硫酸 Zn溶解无气泡偏转Fe 气泡乙醇Zn无现象无偏转Fe 无现象结论：原电池构成部分对比三实验现象解释或写化学方程式电流计稀硫酸Zn溶解气泡无偏转Zn溶解气泡稀硫酸Zn溶解偏转Fe 气泡结论：【归纳】3、组成原电池的条件： 练习7.原电池的总反应的方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应的原电池的组成正确的是( )ABCD正极ZnAgCuCu 负极CuCuZnZn电解质溶液CuCl2H2S04CuSO4FeCl2课时作业1、根据Zn+Cu2+=Zn2+Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是：（ ） A 镁 B 石墨 C 铝 D 铅2、X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出， X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为：（ ） A X>Y>Z B X>Z>Y C Y>X>Z D Y>Z>X3、用锌片、铜片和硝酸银组成的原电池，正极上发生的反应是 A、2H+2e- =H2B、Zn -2e- =Zn2+ C、2H2O+4e-=4OH- D、Ag+e- =Ag4、一个原电池的总反应的离子方程式是 Zn+Cu2+ =Cu+Zn2+，该反应的原电池的正确组成是（ ） A、正极：锌，负极：铜，电解质溶液：硫酸B、正极：铜，负极：锌，电解质溶液：硫酸 C、正极：铜，负极：锌，电解质溶液：硫酸铜 D、正极：铁，负极：锌，电解质溶液：氯化铜5、下列各图所示装置属于原电池的是（ ）5、下列装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡.小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液(1)片刻后可观察到的现象是(    ) A.铁圈和银圈左右摇摆不定                B.保持平衡状态不变 C.铁圈向下倾斜                      D.银圈向下倾斜 (2)产生上述现象的原因是