原电池和盐桥原电池
4.1原电池《盐桥原电池及改进创新》教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)
《盐桥原电池的工作原理及改进创新》教学设计一、教学目标【知识与技能】⑴了解原电池的构造和基本工作原理；⑵能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式；⑶了解盐桥的作用，会判断和设计简单的原电池。
【过程与方法】⑷通过实验探究活动，使学生体验化学能与电能转化的探究过程，并了解原电池的构造和工作原理；⑸通过单液原电池和u型管盐桥原电池的分析对比，学生间相互讨论交流以及教师引导，使学生具备发现问题，分析问题并解决问题的能力。
【情感态度与价值观】⑴通过分组实验与讨论，体验小组合作学习的乐趣，培养团结协作的精神；⑵通过实验探究活动，增强学生探索化学反应原理的兴趣，掌握学习和研究化学问题的方法。
二、教材分析本节内容以（必修2）第六章第一节“化学反应与能量变化”第一课时《化学反应与电能》为基础，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥等概念。
同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护，常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。
新课程标准对原电池知识有新的要求，通过教学体验化学能与电能转化的探究过程，了解原电池的工作原理，能判断电极名称，根据题意写出电极反应式和电池总反应式。
三、学情分析知识角度，高二学生在必修1、必修2和选择性必修1中已经学习过氧化还原反应、原电池的相关知识，同时物理学中电学知识也相当丰富，学习本节内容并不陌生，难度不大。
认知角度，高二学生形象思维能力已充分发展，抽象思维能力也在迅速发展中，同时具有强烈的好奇心和求知欲，对实验探究的热情高，但抽象思维能力和探究能力还不够成熟，需要老师适时的组织和引导。
四、教学重点和难点【教学重点】进一步了解原电池的工作原理，了解u型管盐桥原电池的缺点并改进创新。
【教学难点】盐桥原电池的工作原理，u型管盐桥原电池缺点并改进创新。
五、教学策略【教学方法】以“小组实验探究式教学法”为主，贯穿“小组合作讨论法”，引导学生发现问题、分析问题、解决问题；运用学案和多媒体辅助教学。
化学反应与能量变化 第3课时 原电池教案【新教材】高中化学人教版(2019)必修二
原电池核心素养通过对原电池和工作原理的深入学习，通过自主探究、自主求解的学习方式，培养学生科学探究和创新意识的化学素养。
学情分析本节内容为高中化学新课程(人教版)选修4的第四章电化学的重要内容之一。
该内容学生在必修2已有一定的了解，本节是该内容的加深，主要是增加了一个盐桥内容。
本节课试图以“教师实验引导，学生自主探究，自主分析设计”的学习方式学习。
本节课内容结构大致为：回顾原电池，完成了复习基本概念，总结单池原电池的设计思路，过渡盐桥原电池的设计思路，还探讨了盐桥的作用。
在课程实施过程中，演示实验，观察现象，提出疑问，自主解答。
在自主提问的过程中推动课的前进，旨在培养学生的动手能力、问题意识，学会实验，学会提问、学会探究、学会设计、学会评价。
教学目标知识与技能：1．掌握原电池的概念和盐桥电池的工作原理；2．体会盐桥电池的优点和应用技能与方法：通过对单池原电池与盐桥原电池的设计对比，学会比较；教学重点电极反应式的书写教学难点电极反应式的书写、原电池正负极判断方法教学方案教师引导实验探究与学生自主提问推进相结合教学用品多媒体设备一、原电池原理1．原电池的概念和实质(1)概念：将化学能转化为电能的装置。
(2)实质：利用能自发进行的氧化还原反应把化学能转化为电能。
理论上，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池2.原电池构成条件（1）有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是负极活泼性强的金属与电解质溶液的反应)；（2）有两个活泼性不同的电极：相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属（如石墨）作正极。
【注意】惰性电极是指石墨、金、铂等（3）有电解质（酸、碱、盐）溶液或熔融电解质；（酒精、蔗糖、汽油、苯等为非电解质，不导电）；（4）形成闭合回路。
①两电极同时插入电解质溶液中。
②两电极直接接触或有导线连接形成闭合回路；【练习1】3.原电池工作原理：（1）单液原电池（2）双液原电池①盐桥的组成：盐桥中装有由饱和的KCl、KNO3等电解质溶液和琼胶制成的胶冻②盐桥的作用：a.隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；b.通过离子的定向移动，构成闭合回路；c.平衡电极区的电荷。
原电池中的盐桥的作用与反应本质
原电池中的盐桥的作用与反应本质原电池中的盐桥的作用与反应本质公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]认识原电池中的“桥”一、盐桥的构成与原理：盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。
用作盐桥的溶液需要满足以下条件：阴阳离子的迁移速度相近；盐桥溶液的浓度要大；盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定。
盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高,两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥,故两个新界面上产生的液接电位稳定。
又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等,故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等,从而使液接电位减至最小以至接近消除。
常用的盐桥溶液有：饱和氯化钾溶液、4.2mol/LKCl、0.1mol/LLiAc和0.1mol/LKNO3等。
二、盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，即正电荷增多，溶液带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，即负电荷增多，溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性，将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4溶液迁移，K+向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。
盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。
可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
导线的作用是传递电子，沟通外电路。
而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。
原电池中盐桥知多少
原电池中盐桥知多少原电池属于电化学的知识范畴，是中学化学理论体系中不可缺少的一部分，同时原电池与物理学科中的电学、能量的转换有密切联系，是氧化还原反应、离子反应等知识的综合运用。
原电池安排在氧化还原反应、离子方程式和电解知识后教学，符合化学学科知识的逻辑体系和学生认知规律。
通过化学能和电能之间的相互转化，能够使学生对氧化还原反应的认识及化学反应中能量变化的认识更加深刻。
教学中在高二化学《原电池》这一节中出现了盐桥这一装置。
盐桥在原电池中的作用，盐桥的使用技巧等等，作为新生事物，给学生造成的困惑不少。
要想对盐桥形成全面的认识，笔者以为就要从引入盐桥的目的进行探讨。
盐桥是琼脂和kcl饱和溶液搞成的。
盐桥里的物质一般是强电解质而且不与电池中电解质反应，教材中常使用装有饱和kcl琼脂溶胶的u型管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。
对没有盐桥的以硫酸铜为电解质的铜—锌原电池为例。
接通电路后可观察到的主要现象是：锌片溶解，铜片上有红色物质生成，导线中有电流通过。
但细心的同学还会观察到，原电池工作一段时间后，锌电极也开始产生红色物质，导线中的电流越来越小，用纯度很高的锌做电极依然如此，那锌电极为什么会有铜生成呢？从理论上看，铜应该只在铜电极生成，但由于锌电极浸泡在硫酸铜溶液中，不可避免会有少量铜离子直接在锌片上获得电子，这样这部分锌失去的电子就没有通过导线，使一部分化学能没有转变为电能，，且生成的铜覆盖在锌表面，直接与锌构成许多微小的原电池，这将加快锌的溶解，而溶解的锌失去的电子没有通过导线，直接被铜离子获得，使锌上析出更多的铜，这种循环会促使电路中电流不断减小，电池效率进一步降低，因此这样的电池工作时间短，不能持续供电，不具有使用价值。
要解决这个问题，关键是不能让负极金属与参与反应的电解质接触，既电池反应的还原剂与氧化剂不能接触。
因此有人提出如图b的方案，很显然电池没有构成闭合回路，它是不能工作的。
原电池相关知识点总结
原电池相关知识点总结一、原电池1. 原电池(1) 概念：将化学能转化为电能的装置。
(2) 实质：自发进行氧化还原反应，把化学能转化为电能。
2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)3．原电池形成的条件(1) 两个活泼性不同的电极。
(2) 电解质溶液或熔融电解质，形成闭合回路(或两极直接接触)。
(3) 能自发地发生氧化还原反应。
4. 电子流向负极→ 正极（电子不能通过溶液）5．电极反应负极：一般是活泼性较强的金属，发生氧化反应。
正极：一般是活泼性较弱的金属(或导电非金属)，发生还原反应。
6. 盐桥的组成和作用⑴ 盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
⑵ 盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。
【总结提升】1．工作原理示意图(以铜锌原电池为例)2．原电池电极的判断3. 原电池的负极一般，在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：(1) “活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。
(2) 在大部分原电池反应中，金属活动性较强的一极作负极，另一电极作正极。
但在某些特殊条件下例外，例如：①冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应作负极。
② NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。
4. 原电池的设计从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点：⑴负极(还原性较强的物质)；⑵正极是活动性较差的金属或能导电的非金属；⑶电解质溶液：两电极浸入电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
二、原电池原理的应用1．加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快。
2．比较金属活动性强弱3．设计化学电池例如：以Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu为依据，设计一个原电池。
核心素养提升25盐桥原电池的分析与判断
核心素养提升○25盐桥原电池的分析与判断[宏观辨识与微观探析]素养说明：相对于常规原电池，盐桥原电池能减少副反应，提高电池的供电效率。
一些原电池装置考查题，常带有盐桥，正确理解盐桥作用，注意盐桥中的离子移向是解题关键。
1.盐桥的构成盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。
2.盐桥的作用（1）连接内电路，形成闭合回路；（2）平衡电荷，使原电池不断产生电流。
3.单池原电池和盐桥原电池的对比图1和图2两装置的比较相同点正负极、电极反应、总反应、反应现象负极：Zn－2e－===Zn2＋正极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋不同点图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。
图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn 与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长关键点盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区[题型专练]盐桥原电池装置分析1.（2018·河南高三复习诊断）一定条件下，实验室利用如图所示装置，通过测电压求算K sp（AgCl）。
工作一段时间后，两电极质量均增大。
下列说法正确的是（）A.右池中的银电极作负极B.正极反应为Ag－e－===Ag＋C.总反应为Ag＋＋Cl－===AgCl↓D.盐桥中的NO－3向右池方向移动解析若“右池中的银电极作负极”，Ag失去电子被氧化为Ag＋：Ag－e－===Ag ＋，电极质量减轻，不符合题干中的信息“两电极质量均增大”，A项错误。
该装置图很容易让考生联想到盐桥电池，抓住“两电极质量均增大”判断，若左池Ag失去电子被氧化为Ag＋，Ag＋再结合溶液中的Cl－生成AgCl：Ag－e－＋Cl－===AgCl，即左池的银失去电子作负极；此时右池电解质溶液中的Ag＋在银电极表面得到电子被还原为Ag：Ag＋＋e－===Ag，即右池的银电极为正极；两个电极反应式相加得到总反应：Ag＋＋Cl－===AgCl↓；综上所述，B项错误，C项正确。
高中化学_原电池教学设计学情分析教材分析课后反思
第四章第一节原电池教学设计4、原电池的构成条件有哪些？1、单液原电池组织学生根据反应 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计原电池，并完成实验。
引导学生根据实际现象继续总结,小组合作讨论问题。
继续引导学生思考若将氧化剂与还原剂分开，如何构成闭合回路？分组实验完成【实验1】再探原电池把锌片和铜片与电流表用导线连通,然后把锌片和铜片放入硫酸铜溶液中，观察记录实验现象负极正极电极材料电极反应式电解液预期实验现象实际实验现象小组合作讨论：1、锌片上的红色物质是什么？为什么锌片上有红色物质产生？2、为什么电流表读数不断减小？3.怎样改进?汇报总结：单液原电池的缺点实验探究根据水果电池探究实验，引导学生改进单液方案序号方案简述实验现象1Fe丝和Cu丝和电流计用导线连接同引导学生根据反应Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计为双液-盐桥原电池，先使学生不加盐桥时测定有无电流，然后加上盐桥后进行实验测定，最后引导学生分析工作原理，再次强调盐桥的作用。
设疑：盐桥的作用是什么?改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流?学生设计双液-盐桥原电池装置图学生分析双液-盐桥原电池工作原理。
【练习】利用Fe+CuSO4=FeSO4+Cu设计为双液-盐桥原电池，画出示意图，写出电极反应式学生练习【课堂检测】1、有关原电池的下列说法中正确的是（）A 在外电路中电子由正极流向负极B 在原电池中，只能用金属锌做负极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2.有关如图所示原电池的叙述,正确的是(盐桥中装有含琼脂的KCl饱和溶液) ( )A.铜片上发生氧化反应B.取出盐桥后,电流计依然发生偏转C.反应中,盐桥中的K+会移向CuSO4溶液D.反应前后铜片质量不改变思考，讨论，完成练习巩固当堂内容，反馈知识学情分析学生的基础知识和技能。
学生在学习本课之前，已初步理解了从实验学化学的思想，并具备一定的实验操作和探究能力，能在教师指导下独立完成实验。
盐桥、原电池的设计导学案
盐桥、原电池设计、电极式的书写班级姓名小组【学习目标】1. 结合课本71-72页内容，正确复述盐桥中物质的成分、离子的移动方向及盐桥的作用。
2. 结合72页后两段的内容及原电池的工作原理，正确依据总反应设计原电池。
3. 结合正负极的反应类型，正确书写电极式和总反应式。
4. 结合原电池的工作原理，正确分析所给原电池的工作原理并能进行简单计算。
【重点难点】重点：盐桥的作用、优点；原电池的设计；电极式的书写。
难点：原电池的设计；电极式的书写。
【导学流程】一．基础感知1. 原电池工作原理的分析、盐桥的作用结合71-72页内容，完成下列问题：图1（1）盐桥的优点是：能产生持续、稳定的电流。
盐桥中的填充物通常是。
盐桥的作用是什么？盐桥取出后，原电池能否继续工作？盐桥使用一段时间是否需要更换？（2）在图1中标出电子、电流、离子的移动方向。
左烧杯中的ZnSO4能否换做CuSO4?（3）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：①盐桥中的物质可以用含琼脂的KCl饱和溶液吗？②X、Y分别是什么？③当外电路通过0.2mol电子时，X极（填增加或减少）g。
若盐桥中用的物质是KNO3，则此时右侧烧杯中溶液质量如何变化？（已知相对原子质量铜：64，银：108，K：39）（4）X电极的电极式。
银电极的电极式。
2. 原电池的设计用氧化还原反应：2Fe3++2I-===2Fe2++I2，设计一个带盐桥的原电池，并在画在右框内，标出正负极、电子的流向、电极的材料。
3. 书写电极式正负极的判断：一般较活泼的电极为负极，但是有反常，原则是：失电子的一极为负极。
电极反应式的书写：正极+负极=总反应，一般负极较好写，可用总反应-负极得到正极电极式。
（1）A为Al，B为Mg，C为稀硫酸负极材料为，负极反应式。
正极材料为，正极反应式。
（2）A为Al，B为Mg，C为NaOH溶液负极材料为，负极反应式。
原电池(盐桥)教案
一、教案基本信息原电池（盐桥）教案课时安排：2课时（90分钟）教学对象：高中化学学生教学目标：1. 了解原电池的定义和基本组成；2. 掌握原电池的工作原理和能量转化过程；3. 能够分析常见原电池的应用和实例；4. 理解盐桥在原电池中的作用和重要性。
教学方法：1. 讲授法：讲解原电池的定义、工作原理和能量转化过程；2. 案例分析法：分析常见原电池的应用和实例；3. 小组讨论法：探讨盐桥在原电池中的作用和重要性。
二、教学内容与步骤第一课时：1. 引入新课：通过展示手机电池和电动汽车电池，引导学生思考电池的原理和应用；2. 讲解原电池的定义：原电池是指将化学能直接转换为电能的装置；3. 介绍原电池的基本组成：正极、负极和电解质；4. 讲解原电池的工作原理：正极和负极之间的化学反应产生电子流动，形成电流；5. 能量转化过程：化学能转化为电能。
第二课时：1. 复习上节课的内容，提问学生关于原电池的定义和组成；2. 讲解盐桥在原电池中的作用：盐桥能够维持正负极之间的电荷平衡，促进电子流动；3. 分析常见原电池的应用和实例：举例说明原电池在日常生活和工业中的应用，如电池驱动的电子设备、电动车等；4. 小组讨论：让学生分组讨论盐桥在原电池中的作用和重要性，分享讨论结果。
三、课堂练习与作业1. 课堂练习：设计一些有关原电池的填空题、选择题和简答题，用于巩固学生对原电池的理解；2. 作业布置：要求学生结合生活实际，选择一个原电池的应用实例进行分析和描述，写成小论文。
四、教学评价1. 课堂表现评价：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习状态；2. 课堂练习评价：对学生的课堂练习进行批改，了解学生对原电池知识的理解和掌握程度；3. 作业评价：对学生的作业进行批改，评估学生对原电池应用实例分析和描述的能力。
五、教学资源1. 教材或教参：提供相关章节的原电池内容；2. 课件或教学片：制作课件或教学片，用于展示原电池的工作原理和实例；3. 盐桥演示实验：准备盐桥演示实验器材，让学生直观地了解盐桥的作用。
铜锌原电池带盐桥
铜锌原电池带盐桥1.引言1.1 概述铜锌原电池是一种常见的原电池类型，它由铜和锌两种材料构成。
在这种电池中，锌材料作为负极，铜材料作为正极，它们之间通过一个盐桥连接起来。
铜锌原电池的工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能。
在电池运行过程中，锌在负极发生氧化反应，即将锌离子化，并释放出电子。
这些电子通过外部电路流向正极，从而产生电流。
与此同时，盐桥的作用是维持电池中的电中性，将阴离子和阳离子在两个电极之间传递，以保持电荷平衡。
盐桥在铜锌原电池中起到了非常重要的作用。
首先，它提供了离子传递的通道，促进了电子在外部电路中的流动。
其次，盐桥还能够补充电池中可能由于电荷转移而产生的电荷不平衡，保持电池的稳定性和持续性。
通过铜锌原电池带盐桥的设计，我们可以有效地利用化学能转化为电能，实现能源的转换和利用。
这种电池具有结构简单、成本低廉、稳定性高等优点，因此在许多应用领域得到广泛应用。
本文旨在探讨铜锌原电池带盐桥的原理和作用，并总结其在能源领域的优点。
同时，我们也将展望未来在这一领域的研究方向，以期进一步提高铜锌原电池的性能和应用范围。
通过深入研究铜锌原电池带盐桥的技术，我们可以为可再生能源领域的发展和应用做出更大的贡献。
1.2 文章结构文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分为整篇文章的开头，用于引入主题，提供背景信息和研究意义。
在本文中，引言部分可以首先介绍铜锌原电池以及其在能源领域的应用，然后再引出本文要讨论的关键问题——铜锌原电池带盐桥的作用和优点。
正文部分是详细阐述文章的内容。
2.1节可以介绍铜锌原电池的原理，包括电池的构造、工作原理和反应方程式等。
可以对铜和锌的电化学特性进行说明，并解释它们在电池中产生电能的机制。
2.2节是重点内容，可以重点介绍盐桥在铜锌原电池中的作用。
盐桥是连接两个半电池中电解液的通道，它起到平衡电荷和离子浓度的作用，保持电池正常工作。
可以详细解释盐桥是如何实现离子传递的，并阐述其在电池中维持电位差和防止极化等方面的意义。
原电池中的盐桥的作用与反应本质
原电池中的盐桥的作用与反应本质————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：认识原电池中的“桥”一、盐桥的构成与原理：盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱和KCl 琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。
用作盐桥的溶液需要满足以下条件：阴阳离子的迁移速度相近；盐桥溶液的浓度要大；盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定。
盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高, 两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥, 故两个新界面上产生的液接电位稳定。
又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等, 故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等, 从而使液接电位减至最小以至接近消除。
常用的盐桥溶液有：饱和氯化钾溶液、4.2mol/LKCl、0.1mol/LLiAc和0.1mol/LKNO3等。
二、盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，即正电荷增多，溶液带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，即负电荷增多，溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性，将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4溶液迁移，K+向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。
盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。
可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
4.1.1原电池(导学案)高二化学(人教版2019选择性必修1)
第四章《化学反应与电能》导学案第一节原电池的工作原理第一课时原电池的工作原理【学习目标】1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用；2.从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理；3.了解原电池及常见化学电源的工作原理，理解原电池的构造组成；4.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池及创造性实验设计。
【学习重难点】重点：原电池原理、盐桥的作用、探究能力的培养；难点：原电池设计改进、探究能力的培养。
【课前预习】旧知回顾一、原电池的知识总结1．定义：将化学能转化为电能的装置叫做原电池_。
2．组成条件（1）两个活泼性不同的电极【注意】①其中一个电极的金属性相对较活泼，另一个相对较不活泼，如：金属与金属、金属与非金属。
②燃料电池中两极选石墨或铂电极。
（2）电解质溶液（3）电极用导线相连并插入电解液，构成闭合回路（4）自发的氧化还原反应3．原电池中电子流向、电流的流向及离子的迁移方向外电路中电子的流向：负极——导线——正极外电路中电流的流向：正极——导线——负极内电路中离子的迁移：阴离子移向负极溶液，阳离子移向正极溶液。
【课中探究】情境导入：我们生活中无处不见电池的使用，户外运动检测的电子手表；、笔记本电脑很多家用电器都需要使用电池；还有近几年推行的环保交通工具，电动汽车，它的主要核心就是在电池的技术，那么大家知道电池的能量是如何转化的吗？一、原电池原理（铜锌原电池为例）活动1、铜锌原电池原理的梳理任务1：实验演示：将锌片和铜片分别用夹子夹好与电流表串联，再同时插入到盛有CuSO4溶液的烧杯中，如图所示：【讨论1】1.观察两电极的现象，电解质溶液的现象及电流表的读数如何变化？【答题要点】1.原电池工作中两极的现象：①锌片逐渐溶解，铜片一极厚度变大，颜色仍是红色；②CuSO4溶液颜色逐渐变浅；③电流表的指针发生偏转。
【讨论2】原电池工作时，电子，电流的移动方向及两极反应式的书写。
【答题要点】1.原电池中电子流动方向和电流方向①外电路：电子的移动：由负极（Zn片）→导线→正极（Cu片）。
浅议盐桥原电池原理
浅议盐桥原电池原理摘要：必修2的铜锌原电池，在图1中锌片和铜片用导线连接后形成了原电池，电流表指针偏转，说明有电流产生。
关键词：铜锌原电池盐桥电极电势一、必修2的铜锌原电池原理在图1中锌片和铜片用导线连接后形成了原电池，电流表指针偏转，说明有电流产生。
具体从理论上讲：负极为Zn,它失电子变成锌离子出现在负极表面,使负极周围带了大量正电,从而吸引溶液中的阴离子,排斥溶液中的阳离子,所以Cu离子不易在负极处得电子.而导线电阻小,所以大量电子通过导线转移到铜电极,使它带负电,吸引溶液中阳离子（Cu2+）,让它们在铜表面发生还原反应,从而使铜成为正极.所以负极出现Zn的溶解这个氧化过程,正极出现Cu离子得电子生成Cu的还原过程,导线就有电子流过.当然,从事实来说,由于Zn可能含杂质,而且它直接和硫酸铜接触,所以锌的表面也会有铜出现的,而在原电池中，一般活泼金属作负极，失去电子发生氧化反应。
而溶液中铜离子在正极铜片上得到电子发生还原反应。
负极：Zn－2e==Zn2＋正极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋此电池并不能持续稳定的提供电流，究其原因。
锌片在硫酸铜溶液中，铜离子也可到负极去得到少量电子，在锌片上覆盖一层铜，若锌片被铜片包裹，两极电势相同，就破坏了形成原电池的条件，不能形成电流。
二、盐桥原电池原理如何形成持续、稳定的电流，使化学能全部转化成电能。
那就要负极完全与铜离子隔离，使铜离子只能在正极区得到电子发生还原反应，这就需要把两极的电解质溶液完全隔离开来。
那么如何让溶液中的阴阳离子形成定向移动，因此必须建立一个离子的通道。
盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？选修4铜锌原电池原电池就很好阐述了这一问题。
如图2 Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中 Zn2+过多，即正电荷增多，溶液带正电荷。
原电池中盐桥的作用
还原性比较：碘离子大于二价铁大于溴离子电池中电解质中的阴离子流向负极，阳离子流向正极。
盐桥里的物质一般是强电解质而且不与电解质反应。
课本中为氯化钾用课本中的模型，没有盐桥时，用铜、锌片和硫酸铜溶液组成原电池。
锌为负极，失电子产生锌离子使锌片周围溶液带正电，而铜离子在铜片（正极）上得电子析出，导致铜片附近硫酸根增多而带负电。
当反应进行到一定时间后，负极的正电荷增多而导致电子（负电荷）难以流出，正极负电荷增多也会导致电子流入困难。
从而电池电流减弱。
加了盐桥后（设为KCl），当发生上述情况时，带负电离子（Cl-)会流到锌片处，带正电离子(K+)流到铜片，中和两极上的电荷。
从而保持两边溶液电中性而保证电流的稳定。
化学原电池盐桥的作用是保持电中性的和沟通回路.保持电中性就是保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈中性(正负电荷相等).因为化学原电池进行反应时溶液中的离子得失电子,使得半电池溶液正电荷或负电荷偏多,盐桥的存在可为它们提供相应的电荷,从而在盐桥中产生电流,与外部反应结合,构成闭合回路保证原电池反应的进行.在两种溶液之间插入盐桥以代替原来的两种溶液的直接接触，减免和稳定液接电位（当组成或活度不同的两种电解质接触时，在溶液接界处由于正负离子扩散通过界面的离子迁移速度不同造成正负电荷分离而形成双电层，这样产生的电位差称为液体接界扩散电位，简称液接电位）,使液接电位减至最小以致接近消除.防止试液中的有害离子扩散到参比电极的内盐桥溶液中影响其电极电位。
附：盐桥的制备--------------------------------------------------------------------------------1、琼脂－饱和KCl盐桥：烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，在水浴上加热至完全溶解。
然后加入30克KCl充分搅拌，KCl完全溶解后趁热用滴管或虹吸将此溶液加入已事先弯好的玻璃管中，静置待琼脂凝结后便可使用。
盐桥、原电池设计、电极式的书写
1、判断正误 ①任何氧化还原反应均可设计为原电池。 ②原电池的形成必须有盐桥。 ③盐桥可以用金属导线来代替。 ④原电池的正负极必须为两种不同的金属。 ⑤基础感知1（3）：若银电极增加1.08 g，则右侧烧杯中 溶液质量减少1.08 g。 2、盐桥中离子的移动方向？分析提纲中图1的工作原理。 3、原电池的设计：如何选择正负极材料、电解质溶液？ 电极式书写的注意事项？方法？
盐桥、原电池设计、电极式的书写
原电池的构成条件
①自发的氧化还原反应；（一般为放热反应） ②两个活动性不同的电极；（正极可以为石 墨） ③电解质溶液； ④形成闭合回路。
电解质的3个作用：导电； 参与电极反应； 构成闭合回路
稀H2SO4 溶液
1.描述现象时，没有特殊说明则默为Zn为 纯锌，只有Cu表面有气泡产生。
需要盐桥：
盐桥中的离子动向移 动，构成闭合回路
本节课3个主要内容：
1.带盐桥原电池的工作原理
2.原电池的设计；
3.电极反应式的书写(注意电解质溶液的酸碱性)
Mg
Al
负极为Al，负极产物
是什么？
NaOH溶液
阅读选修4课本71-72页内容
1、勾画并默背盐桥的成分、作用、优点 2、完成实验4-1 3、勾画并熟记原电池设计中正负极材料的要求 4、完成73页习题1、2、6
4.电极产物确定时注意溶液的酸碱Байду номын сангаас确定产物的存 在形式。
5.正极电极式+负极电极式=总反应，必须用离子方 程式且转移电子数一致才能相加减。
整理内化： 1.盐桥的作用 2.电极反应式书写的注意事项
1.盐桥的作用？盐桥中离子的移动方向？ 2.书写下列反应的电极反应式
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
原电池中的盐桥的作用与反应本质
认识原电池中的“桥”一、盐桥的构成与原理：盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱与KCl琼脂溶胶的U形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。
用作盐桥的溶液需要满足以下条件：阴阳离子的迁移速度相近；盐桥溶液的浓度要大；盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定。
盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高, 两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥, 故两个新界面上产生的液接电位稳定。
又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等, 故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等, 从而使液接电位减至最小以至接近消除。
常用的盐桥溶液有：饱与氯化钾溶液、4.2mol/LKCl、0.1mol/LLiAc 与0.1mol/LKNO3等。
二、盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+过多，即正电荷增多，溶液带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2+过少，SO42-过多，即负电荷增多，溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性，将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4溶液迁移，K+向CuSO4溶液迁移，分别中与过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。
盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。
可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解与铜的析出过程得以继续进行。
导线的作用是传递电子，沟通外电路。
而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、原电池【思考】判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( )(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( )(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( )(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( )【例1】选用下列试剂和电极：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成如图所示的原电池装置(只有两个电极)，观察到电流计Ⓖ的指针均明显偏转，则其可能的组合共有( )A．6种B．5种C．4种D．3种【变式1-1】下列装置中能构成原电池产生电流的是( )【变式1-2】分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )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作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D.④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑【变式1-3】原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
下列说法中不正确的是( ) A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式：Al－3e－===Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式：Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－==Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－==Cu2＋【释疑】1、盐桥的组成和作用：(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO等溶液和琼胶制成的胶冻。
3(2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。
2.单池原电池和盐桥原电池的对比图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。
负极：Zn－2e－===Zn2＋正极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。
图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。
关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。
【例题2】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，发生的电极反应为_________；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。
（4）此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过移动来导电的。
电池工作时，K+移向，Cl—移向.盐桥的作用___________________,（5）一段时间后，经测得铜片溶解6.4g，试分析电子转移总数为；进入（填左或右）侧溶液Cl- 数为。
【变式2-1】下图装置中能够组成原电池的是___________。
【变式2-2】（2010全国新课标）根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是A．2Ag(s)+Cd2+(aq)==2Ag+(aq)+Cd(s)B．Co2+(aq)+Cd(s)==Co(s)+Cd2+(aq)C．2Ag+(aq)+Cd(s)==2Ag(s)+Cd2+(aq)D. 2Ag+(aq)+Co(s)==2Ag(s)+Co2+(aq)【变式2-3】(2016·福建福州三中月考)如图甲和乙是双液原电池装置。
由图可判断下列说法错误的是( )A．甲图电池反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq)B．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)反应能够发生C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性D．乙图中当有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出【变式2-4】(2016·北京石景山区模拟)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( )A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极B．电极Ⅱ的电极反应式为：Cu2＋＋2e－===CuC．该原电池的总反应为：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子【变式2-5】请将氧化还原反应：2Fe3++2I- ==2Fe2++I2设计成带盐桥原电池。
试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其它用品任选。
请回答下列问题。
1）请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料，电极名称及电解质溶液。
2）发生还原反应的电极为电池的_______极，其电极反应式为_______________ 。
3）反应达到平衡时，外电路导线中________（填“有”或“无”）电流通过。
4）平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为__（填“正”“负”）极。
5）请设计简单实验，证明溶液中同时存在Fe3+、Fe2+______________________。
【变式2-6】控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2设计成如右图所示的原电池．下列判断不正确的是（）A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极【变式2-7】将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( )C．片刻后甲池中c(SO2－4)增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色【对点训练1】1.根据右图，下列判断中正确的是( )A.烧杯a中的溶液pH降低B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2【对点训练2】如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化) ( )A.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C.当杠杆为导体时，A端低B端高D.当杠杆为导体时，A端高B端低【对点训练3】【对点训练4】已知在酸性条件下发生的反应为AsO3－4＋2I－＋2H＋===AsO3－3＋I2＋H2O，在碱性条件下发生的反应为AsO3－3＋I2＋2OH－===AsO3－4＋H2O＋2I－。
设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液结果发现电流表指针均发生偏转。
试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么发生偏转？(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。
(3)操作Ⅰ过程中C1棒上发生的反应为___________________；(4)操作Ⅱ过程中C2棒上发生的反应为____________________。
(5)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K＋移向______烧杯溶液(填“A”或“B”)。
2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：(1)此原电池的正极是石墨_____(填“a”或“b”)，发生______反应。
(2)电池工作时，盐桥中的SO2－4移向______(填“甲”或“乙”)烧杯。
(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲_________________________；乙__________________________。
(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转移的电子为________mol。
【对点训练6】实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。
某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。
下列有关说法正确的是( )A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋原电池【思考】答案(1)√(2)×(3)×(4)√【例题】解析铁棒、铜棒作电极，H2SO4、Fe2(SO4)3作电解质可组成两种原电池，铁棒、铂棒作电极，H2SO4、Fe2(SO4)3作电解质可组成两种原电池，铂棒、铜棒作电极，Fe2(SO4)3作电解质可组成一种原电池，一共能形成5种原电池，均能够观察到电流计指针明显偏转。
答案B【变式1-1】答案B解析A项，电极相同不能构成原电池；C项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；D项，锌与电解质溶液不反应，无电流产生。
【变式1-2】答案B解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e －===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。
【变式1-3】解析：选C。
本题考查原电池中的电极反应。
A项，铝比铜活泼，且可与稀硫酸反应，所以铝作负极，正确；B项，Mg和Al在NaOH溶液中，只有Al与其反应，故Al为负极，正确；C项，Fe比Cu活泼，故Fe先于Cu 与Fe3＋反应而作负极，故错；D项，Al虽比Cu活泼，但由于其遇浓硝酸钝化，故Cu作负极，正确。
【LIT】（1）Cu AgNO3（2）正 Ag+ +e -==Ag Cu－2e -==Cu2+（3）铜银(4)离子正极区负极区铜极①形成闭合回路（沟通内电路）②维持溶液电荷平衡(5)0.2NA 右 0.2NA【对点训练2】【答案】（1）（5）（6）（7）（9）(11)【对点训练3】A 三种金属的活动性顺序为:Cd>C O>Ag,【变式3-1】解析：在原电池中，一般金属活动性负极大于正极，则三种金属的活动性顺序为Cd>Co>Ag，则选项中符合此关系的置换反应成立，A正确，B错误；原电池盐桥的作用是平衡原电池的阴阳离子，形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性，C正确；由电极反应Ag＋＋e－===Ag知，每有1 mol电子通过外电路时，正极有1 mol即108 g Ag 析出，D正确。