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。

③双液原电池的优点：能产生持续、稳定的电流

4.原电池中正、负极判断的方法

负极正极

电极材料较活泼金属较不活动的金属或导电的非金属（如

石墨）

电极反应（可根据化合

价升降来判断）

发生氧化反应发生还原反应

外电路：电子流向

（由负极流向正极）

电子流出电子流入

电流流向

（由正极流向负极）

电流流入电流流出

电极质量的变化不断溶解，电极质量

减小，为负极

电极质量增加为正极

根据电极上产生的气泡

判断不断溶解，电极质量

减小，为负极

有气泡产生（通常是因为析出H

2

）

正极：2H＋＋2e－===H2↑

根据某电极(X)附近pH

的变化判断不断溶解，电极质量

减小，为负极正极发生：

2H＋＋2e－===H2↑（析氢腐蚀）

或O

2

＋2H

2

O＋4e－===4OH－（吸氧腐蚀）均可使溶液PH值增大

内电路：离子移向阴离子移向负极阳离子移向正极要考虑电解质溶液的特点。

【练习2】

②Mg—Al和稀盐酸构成的原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。

③Fe—Cu和浓硝酸溶液构成的原电池中，Cu作负极。

【注意】：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，切勿形成活泼电极一定作负极的思维定式。

三、原电池原理的应用

1．加快氧化还原反应的速率

①如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速

率加快；②又如在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO

4溶液能使产生H

2

的速率增大。

2．比较金属活动性强弱

两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。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。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a>b。

3．用于金属的防护

被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。

四．设计原电池装置

1、分析氧化还原反应，找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，将其分成氧化反应和还原反应两个半反应。

2、设计成无盐桥单液原电池步骤：

①发生氧化反应的物质作负极，找一种活动性比负极弱的物质作正极，

②以能与负极发生反应的溶液为电解质溶液，

③用导线将两个电极构成闭合回路即可。

【例1】：设计原电池时，如果给出的是具体的化学反应方程式，电解质溶液是确定的。例如：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2

负极电极材料：，电极反应式：

正极电极材料：，电极反应式：

电解质溶液：

【例2】：如果给出的是离子方程式，则电解质溶液不是确定的具体某一物质，但必须含离子方程式中作为反应物的阳离子。

例如：Cu＋2Ag＋===Cu2+＋2Ag

负极电极材料：，电极反应式：

正极电极材料：，电极反应式：

电解质溶液：

3、设计成有盐桥双液盐桥原电池步骤：

①发生氧化反应的物质作负极，找一种活动性比负极弱的物质作正极，

②以含负极氧化产物的溶液作为负极电解质溶液，以含氧化剂的溶液作为正极电解质溶液，

③然后用盐桥连接两个电池，用导线连接两个电极即可。

【例3】如根据反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2