【教学案】高中化学好原电池学案

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−−→

−燃烧

−−→−蒸汽−−→−发电机

【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1：把一块锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里。

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

【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？

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？

根据铜锌原电池，填写下表：

【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：

铜锌原电池的工作原理

Cu

H 2SO 4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： 正极： 电子，发生

负极： 电子，发生

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

种叙述不正确的是()

A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大

B．a是正极，b是负极

C．导线中有电子流动，电子从a极到b极

D．a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、a＞b＞c＞d

B、a＞c＞d＞b

C、c＞a＞b＞d

D、b＞d＞c＞a

(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Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag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)：Cu－2e－===Cu2＋(氧化反应)正极(C)：2Ag＋＋2e－===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：①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Pb＋SO2－4－2e－===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H2－O2(KOH溶液)电池的负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O。

正极：首先判断在正极发生反应的物质。①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；②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

①找出发生氧化反应和还原反应的物质，确定正负极产物。

②利用电荷守恒分别写出电极反应式。

③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