1、第3节化学能转化为电能电池第1课时原电池的工作原理目标与素养：1.了解原电池的工作原理。(证据推理与模型认知)2.能写出电极反应式和电池反应方程式。(变化观念)3.学会设计简单原电池装置。(科学探究)1铜锌原电池实验探究(1)实验装置(2)实验现象检流计指针电极表面变化情况发生偏转锌片质量减少，铜片质量增加发生偏转锌片质量减少，铜片质量增加(3)电极材料及电极反应负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应电池反应ZnCu2=CuZn2电子流向由锌极通过导线流向铜极离子移向阳离子移向正极，阴离子移向负极盐桥作用构成闭合回路，使离子通过，传导电流微点拨
2、：外电路中由电子的定向移动产生电流，而电解质溶液内部只有离子的定向移动，没有电子的移动。2原电池的工作原理(1)原电池定义：能把化学能转化为电能的装置。电极名称及电极反应。负极：电子流出的一极，发生氧化反应；正极：电子流入的一极，发生还原反应。原电池的构成条件。a两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。b将电极插入电解质溶液。c构成闭合回路。d能自发发生的氧化还原反应。(2)工作原理外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。
3、)(1)所有的氧化还原反应都可以设计成原电池。()(2)原电池中，负极材料一定比正极材料活泼。()(3)原电池工作时，负极发生氧化反应。()(4)原电池中，电流由负极经导线流向正极。()(5)铜锌原电池中，溶液中的阳离子移向锌极。()提示(1)自发的氧化还原反应才能设计成原电池。(2)原电池的负极材料不一定比正极材料活泼，如MgAlNaOH(aq)原电池中，Al作负极。(3)(4)原电池中，电流由正极经导线流向负极。(5)铜锌原电池中，Cu2移向铜极。2如图所示的装置能够组成原电池的是()答案B3某同学按如图所示的装置做实验，并把实验情况记录于下面，其中叙述合理的是()锌为正极，铜为负极电解质
4、溶液中H浓度不变检流计的指针发生偏转铜极上有气泡产生锌极上有大量气泡产生溶液中的阳离子向正极移动ABCD答案C原电池的工作原理及电极判断1.原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)2原电池正负极的判断【例1】铜锌原电池工作时，下列叙述不正确的是()A负极电极反应为Zn2e=Zn2B电池总反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从Zn极沿导线流向Cu极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液D原电池工作时，阳离子移向正极、阴离子移向负极。(1)将盐桥改为铜导线连接两种溶液，检流计指针还能偏转吗？(2)根据以上现象分析，盐桥起了什么作用？答案(1)不能偏转。(2)盐桥起到了使整个装置构成闭合回路的作用，同
5、时能阻止反应物的直接接触，以提高供电效率。如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向为X外电路YB若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为ZnC若两电极都是金属，则它们的活动性为XYDX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应答案C原电池工作原理的应用1.加快化学反应速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，反应加快。2比较金属的活动性强弱对于酸性电解质，一般是作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性较弱。3设计原
6、电池(1)理论上，自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。(2)外电路负极还原性较强的物质被氧化e正极氧化性较强的物质被还原(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。【例2】设计原电池Zn2Fe3=Zn22Fe2，在方框中画出能形成稳定电流的半电池形式的装置图(标出电极材料、电解质溶液)负极：_，电极反应：_；正极：_，电极反应：_。解析分析元素化合价的变化可知，Zn为负极，比Zn活泼性差的金属或非金属(石墨等)作正极，选择与电极材料有相同离子的溶液作电解质溶液。答案见下图ZnZn2e=Zn2Pt2Fe32e=2Fe2设计原电池的方法思路(1)根据原电池总反应式确定正、负极反
7、应式；(2)根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液；(3)要形成闭合回路(可画出装置图)。有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()AabcdBbcdaCdabcDabdcC由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性ab，对于第二个装置，依据还原性规律知，金属活动性bc，第三个装置的金属活动性dc，由第四个装置电流从ad，则电子从da，故金属活动性da。1下列反应，不可以设计成原电池的是()A2FeCl3Cu=2
8、FeCl2CuCl2BNaOHHCl=NaClH2OC2Fe3Br2=2FeBr3D2KMnO45SO22H2O=K2SO42MnSO42H2SO4BNaOHHCl=NaClH2O不属于氧化还原反应，故不能设计成原电池。2如图所示是一位同学测试水果电池的装置示意图，下列有关说法错误的是()A若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2B水果电池的化学能转化为电能C此水果发电的原理是电磁感应D金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片C桔子中含有大量的酸性液体，起到电解质溶液的作用，A、B电极可为两个活泼性不同的金属，用导线相连，形成了原电池，负极上的反应为活泼金属失电子的反应，正极上的反应为桔子中的
9、H得电子产生氢气的反应。3据图分析，下列有关该原电池的叙述正确的是()A工作时，盐桥中的K会移向CuSO4溶液B取出盐桥后，检流计指针依然发生偏转C铜电极上有气泡逸出D反应前后铜电极的质量不变A在该原电池中，Zn作负极，Cu作正极，阳离子移向正极，A项正确；取出盐桥后，不能构成原电池，故检流计指针不发生偏转，B项错误；Cu电极为正极，电极反应式为Cu22e=Cu，无气泡逸出，且铜电极的质量增加，C、D项错误。4有M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接后放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡产生；N、E用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。
10、则四种金属的还原性由强到弱的顺序是()APMNEBENMPCPNMEDEPMNA由知，还原性：MN；由知，M为原电池正极，故还原性：PM；由知，N为原电池负极，故还原性：NE。综上所述，还原性：PMNE。5为了避免锌片与Cu2直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如图所示的装置，按要求完成以下填空：(1)此装置在工作时，可以观察到的现象是_，电池的总反应式为_。(2)原电池工作时，CuSO4溶液中SO向_移动。(3)盐桥是通过_的定向移动实现导电的，若此盐桥内为KCl饱和溶液，则该电池在工作时，K移向_(填“正”或“负”)极。解析(1)该装置为铜锌原电池，总反应式为ZnCu2=CuZn2，该电池工作时，观察到检流计指针发生偏转，锌片不断溶解，铜片上有红色物质析出。(2)该电池工作时，CuSO4溶液中SO向盐桥移动。(3)在原电池中，盐桥是通过离子定向移动实现导电的，若盐桥内为KCl饱和溶液，K向正极移动。答案(1)检流计的指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出ZnCu2=Zn2Cu(2)盐桥(3)离子正