高中化学《原电池的工作原理》第1课时导学案(无答案)鲁科版选修4

第三节化学能转化为电能——电池
第1课时原电池的工作原理
课程学习目标
1.通过动手实验,观察、探索原电池的形成及原理,理解原电池的原理,根据电流方向、电子的流向、电极反应等判断原电池的正极和负极,培养实验技能以及分析思维能力。

2.掌握构成原电池的条件,能设计并完成一些基本的原电池实验。

知识体系梳理
原电池的工作原理
1.联想质疑
电解是将转化为的一种重要方法。

通过可将化学能转化为电能。

2.活动探究
(1)化学能转化为热能
实验步骤:将锌粉加入硫酸铜溶液中,测量溶液温度的变化。

实验现象:溶液中有析出,溶液温度。

实验结论:转化为。

(2)化学能转化为电能
实验装置:
实验现象:逐渐溶解,有红色物质析出,铜片和锌片之间的电流计指针发生。

溶液温度但比上述实验温度。

原理分析:锌原子失去的电子通过转移到铜片上,Zn2+进入溶液,溶液中Cu2+定向转移到铜片上获得电子,发生反应,生成的铜沉积在铜片上。

两个电极上发生电极反应,负极为(反应),正极为 ( 反应)。

实验结论:转化为。

3.原电池
(1)原电池:电化学上将转化为的装置称为原电池。

(2)构成条件
①两个不同的(或与)导体作电极。

负极:活泼性,电子,作负极;失去电子,发生反应。

正极:活泼性,电子,作正极;得到电子,发生反应。

②电极均插入中。

③形成。

④有能自发进行的反应。

(3)原电池工作原理
原电池中,极失去电子,经导线流向极,电解质溶液中的阳离子移向极,在此发生反应,将能转化为能。

基础学习交流
1.举例说明化学能转变为电能的实例。

2.如何用水果制造一个原电池?
3.原电池外电路电子的流动方向和内电路阴、阳离子的移动方向是怎样的?
重难点探究
探究1:原电池工作原理
互动探究
我国首创的以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯,是以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流的。

只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。

则该电源的负极材料为,正极材料可为,正、负极反应式分别
为, 。

探究拓展
1.一般情况下构成原电池需要哪些条件?
2.作原电池负极材料的物质一定比作正极材料的物质更活泼吗?为什么?
3.已知Cd+Co2+Cd2++Co,试分析下图原电池装置中的正、负极。

探究2:原电池的设计及应用
互动探究
铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: 。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。

探究拓展
1.在书写原电池的电极反应式和总反应式时,应注意哪些问题?
2.某同学用铁片、石墨棒、橘子,设计了一个水果电池,试分析该水果电池的正、负极。

基础智能检测
1.现有铁片、某电极和稀硫酸,用导线将其连接成原电池,若铁片溶解,而在另一电极上有大量气泡冒出,则这种电极材料可以是( )。

A.锌片
B.铝片
C.铁片
D.石墨棒
2.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )。

A.甲装置导线中有电流通过
B.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
C.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
D.两烧杯中溶液的酸性均增大
3.将甲、乙两种金属的性质相比较,已知:①甲跟水反应比乙跟水反应剧烈;②甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质;③甲的最高价氧化物对应的水化物的碱性比乙的最高价氧化物对应的水化物的碱性强;④与某金属反应时甲原子失电子数目比乙多;⑤以甲、乙金属为电极材料,稀H2SO4为电解质溶液构成原电池,甲作负极。

其中能说明甲的金属性比乙强的是( )。

A.①④
B.③⑤
C.①②③⑤
D.全部
总结。