1、（人教版选修4）第四章 电化学基础第一节 原电池导学案【学习目标】： 1、了解原电池原理；2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件；电极反应式的书写；3、理解铜锌原电池的原理与结构。ZnCu【重、难点】：原电池原理【学习过程】一、原电池组成及结构1、原电池是_化学能转变为电能_的装置。原电池反应的本质是_氧化还原_反应。2、如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀H2SO4时： Zn电极是_负_（填“正”或 “负”）极，其电极反应为_Zn2e-=Zn2+_，该反应是_氧化_（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu电极是_正_极，其电极反应为_2H+2e-=H2_,该反应是还原反
2、应。（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极是_负_极，其电极反应为 _Zn2e-=Zn2+，该反应是_氧化_反应；Cu电极是_正_极，其电极反应为_Cu2+2e-=Cu_,该反应为_还原_反应.【探究】：上图当电解质溶液为CuSO4溶液时：现象1：电流计的指针发生偏移，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。结论： 发生了原电池反应，且其中锌为原电池的负极，铜为正极现象2：随着时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。【思考】：该装置有何缺陷？，能否持续长时间产生电流？锌与CuSO4溶液发生置换反应，溶液中的Cu2+在锌片表面被直接还原，析
3、出的铜在锌片表面构成原电池，逐渐使向外输出的电流强度减弱直至无电流再产生。当电解质溶液为稀H2SO4时，在铜极上很快就聚集了许多气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通 ，电流也不断减弱。解决办法：使用盐桥。盐桥：通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。如右图所示，组成的原电池：现象：有盐桥存在时电流计指针偏移，即有 （有或无）电流通过电路。取出盐桥，电流计指针不偏移，说明 无 （有或无）电流通过。【思考】：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？有盐桥存在时，盐桥中的Cl- 会移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使 ZnSO4溶液和
4、CuSO4溶液继续保持电中性。于是，锌和CuSO4的氧化还原反应继续进行，从而不断产生电流。同时能使两个烧杯中的溶液形成一个通路。 盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维模式，使氧化剂和还原剂在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。 盐桥制法： （1）. 将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。（2）. 将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花堵住管口即可.二、形成原电池的条件来源:
5、Z.xx.k.Com1、由两个半电池组成原电池的工作原理:把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。.在这类电池中，用较活泼金属作负极，负极向外电路提供电子；用较不活泼金属或能导电的非金属作为正极，正极从外电路得到电子。.在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。练习1：锌铜原电池产生电流时 （ B ）A、阳离子移向Zn极，阴离子移向Cu极 B、阳离子移向Cu极，阴离子移向Zn极C、阳离子和阴离子都移向Zn极 D、阳离子和阴离子都移向Cu极练习2、探究组成原电池的条件: 判断下列哪几个装置能形成原电池？结论：组成原电池的条件： 活
6、泼性不同的两个电极 电解质溶液 形成闭合会路来源:发生氧化还原反应。练习3：一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,该反应的的原电池正确组合是 （ C ）ABCD正 极ZnCuCuFe负 极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl来源:学#科#网3、电解质溶液和电极材料的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液一般应与电极材料具有相同的阳离子。.活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极.金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极.金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作
7、负极，PbO2作正极.惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt练习4：请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池。负 极：Cu 正 极：C（Pt等)电解质溶液：FeCl3溶液【思考】若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。Cu/CuCl2溶液C（Pt）/ FeCl3溶液【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）【基础达标】1关于原电池的叙述中正确的是(B)A构成原电池的两极必须是两种不同金属B原电池是将化学能转化为电能的装置C原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质析出D原电池的正
8、极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原2下列反应可用于设计原电池的是(B)AH2SO42NaOH=Na2SO42H2OB2FeCl3Fe=3FeCl2CMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3DNaClAgNO3=NaNO3AgCl3有关原电池的下列说法中正确的是(C)A在外电路中电子由正极流向负极B在原电池中，只有金属锌作为负极C原电池工作时，阳离子向正极方向移动D原电池工作时，阳离子向负极方向移动4如图所示的装置，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中，使之平衡。小心地向烧杯中央滴入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保持平衡状况C铁
9、圈向下倾斜D银圈向下倾斜向水中滴加CuSO4溶液后，形成FeAgCuSO4原电池，由电池反应为FeCuSO4=CuFeSO4可知，Fe为负极，Ag为正极，Cu在Ag圈上析出，质量增大，向下倾斜，答案为D。5以Mg片和Al片为电极并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的是(B)AMg片作负极，电极反应：Mg2e=Mg2BAl片作负极，电极反应：Al4OH3e=AlO2H2OC电子从Mg电极沿导线流向Al电极DAl片上有气泡产生6在如图所示的装置中，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(B)来源:学科网A碳棒上有气体放出，溶液pH变大Ba是正极，b是负极C导
10、线中有电子流动，电子从a极流向b极Da极上发生了氧化反应7下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是(B)ACu、Ag、AgNO3溶液BZn、Cu、稀H2SO4CFe、Zn、ZnSO4溶液DFe、C、Fe2(SO4)3溶液【拓展提高】8.依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_Cu_；电解质溶液Y是_AgNO3溶液_；(2)银电极为电池的_正_极，发生的电极反应为_Age=Ag；X电极上发生的电极反应为_Cu2e=Cu2_；(3)外电路中的电子是从_X(Cu)_电极流向_Ag
11、_电极。9银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为_Al3e=Al3_；正极发生的反应为_Ag2S2e=2AgS2_；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为_3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S。【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）解析要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2SAg，显然这是原电池的正极反应Ag2S2e=2AgS2，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：Al3e=Al3，正极生成的S2和负极生成的Al3在溶液中发生双水解：2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S
