原电池学案

原电池学案

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第三节化学能转化为电能——电池第一课时

年级主任：张中利 备课组：高二化学 备课人：唐国军 备课时间：2012.10.28

知识与技能：通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理，根据电流的方向判断原电池的正极和负极的方法，以及电池反应的概念；

过程与方法：通过原电池装置的设计实验，培养学生动手、动脑的能力，以及分析、处理实验数据的能力；

情感态度与价值观：通过学习，使学生从能量的角度比较深刻的了解化学学科学对人类的贡献，从而赞赏化学的作用。

教学重点：原电池的工作原理，写出简单的电极反应及电池反应 教学难点：原电池的工作原理。 【活动探究1】

将锌粉加入CuSO 4溶液中，测量温度的变化，分析能量变化情况。 现象： 发生的反应为： 在这个反应中，锌 电子，直接给了与它接触的铜离子。该反应将 能转化为了 能。 【活动探究2】如果锌粉加入CuSO 4溶液的反应是放热反应，试设计试验将反应释放的能量转化为电能。

【现象】（1）电流表指针发生偏转； （2）锌片溶解

（3） CuSO 4溶液颜色变浅；

（4）铜表面也出现一层红色的固体物质； （5）溶液温度略有升高。

【分析】电流计的指针发生 ，说明有 产生，即发生了 能转化为 能的过程。由电流的方向可知，电子由 通过导线流向 ，由此判断 是负极、 是正极。锌片上有 流出发生了 反应，即： ；锌原子 电

子通过导线流向 ， 进入溶液，溶液中的 在铜片上 电子发生

反应，即： ，生成的 沉积在铜片上。两极之间溶液中 的定向移动和外部导线中 的定向移动构成闭合的回路，使两个电极反应持续进行，发生有序的电子转移过程，产生电流。其总反应式为： 。 一、原电池的工作原理

1、定义：原电池：

2、原电池的构成：

（1） （2） （3）

（4） 3、【小结】正负极的判断

（1）负极：发生 反应的电极 电子的电极，电流的 极 较活泼的电极 阴离子移向负极 常见溶解的电极

（2）正极：发生 反应的电极 电子的电极，电流的 极 较不活泼的电极 阳离子移向负极 常见由气泡冒出或由金属析出的电极 【观察思考】P21的双液原电池

1mol/LZnSO 4溶液 1mol/LCuSO 4溶液

【问题】

1.在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？

2. 在盐桥插入之后，是否有电流产生？实验现象是什么？

3. 与图1-3-2所示的原电池相比，该原电池具有什么特点？

[要点强化指导]

A 、盐桥的作用：通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流传导。将副反应降低至最小程度，这样，更彻底的将反应所释放的能量转化为电能。

注

意分

析

溶液

中

的阴阳离子的移向问题

CuSO

G

Zn

Cu

Zn

Cu

G

B、通过盐桥，阴离子SO42－和Cl－向锌盐溶液移动，阳离子Zn2＋和K＋向铜盐溶液移动，使电流继续流通，形成闭合的回路。

C、锌片和铜片用导线连接构成电子流动的电路（电池的外部电路）；ZnSO4 溶液和CuSO4溶液用盐桥连接，构成离子移动的电路（电池的内部电路）

5、原电池的电极方程式和总方程式的书写

（1）没给总方程式

【举例】

①判断正负极（根据定义（主要依据）或金属的活泼性）

②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在

电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）

③写出总方程式（电子守恒）

CuSO4溶液

【例题1】将镁片和铝片用导线相连，插入H2SO4溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。

【练习2】将镁片和铝片用导线相连，插入NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式

②Al—Mg—NaOH原电池：

负极（）：

正极（）：

电池反应：

（2）给出总方程式

【例题3】甲烷燃料电池：CH4 + O2 + 2OH— = CO32— + 3H2O

①判断正负极（把总反应式拆成氧化反应和还原反应）

②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式

时应写出最稳定的物质）

③两式加，验总式注意：若只能写出较简单一极反应式，在遵循电子守恒的条件下，可将总反应式减去阳极反应式，即得另一极反应式

重点强调：电解质溶液有时候也会参与电极的反应

【巩固】电极反应式的书写：

⑴原电池反应一般都是自发进行的，因而在写电极反应时，首先将总

反应变换成反应（负极）和反应（正极）。如：2FeCl3＋Cu ＝2FeCl2＋CuCl2，正极：；负极：。其中，Fe 电极为负极时，被氧化为离子。

⑵正极反应与负极反应的得失电子数要。

⑶正极反应与负极反应直接相加可得原电池的。

⑷电极产物是否与电解质溶液中的有关成分作用，若有作用则要一块写出。

⑸每个反应之前均须标明电极的属性。

[要点强化指导] 1．原电池是将化学能原转化为的热能而改转化为电能，并不是放热反应就能设计成原电池，而是能自发的氧化还原反应理论上可设计成原电池。

2．电极材料有时并不一定是金属（如石墨碳棒），有时还可以是相同的金属（如金属铂），但电极反应一定是氧化还原反应。如：氢氧燃料电池。

3．负极与电解质溶液的溶质不一定要求发生反应，但负极上一定有物质失去电子变成阳离子或消耗阴离子。

【问题分析示例】

例题4：如下图装置能组成原电池的是（）

Zn C —

CH

+

O

H

2

KOH