原电池导学案

第四章电化学基础

第一节原电池

学习目标：

1. 进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；

2.能够写出电极反应式和电池反应方程式；

3.初步学会自主设计原电池。

重点:

原电池的工作原理

难点：

原电池的形成条件及电极反应；原电池电极名称的判定。

请你当医生

格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙，其中一颗是黄金的------这是她富有的标志；另一颗是不锈钢的-------这是一场车祸后留下的痕迹。可是令她百思不解的是自从车祸后,她常常感到头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁……医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未见好转……一位年轻的化学家来看望格林太太时，为格林太太揭开了病因！

问题与思考：

①什么原因导致格林太太牙痛的？

②你可以为格林太太开一个药方吗？

复习回顾:

一、原电池的基础知识

1.定义：把转化为的装置叫做原电池.

2.构成原电池的条件：

思考：判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？

（1）（或一种非金属导体）做电极（条件之一）思考：判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？

（2）电极材料均插入（条件之二）

（3）两极相连形成（条件之三）

（4）能自发进行的氧化还原反应（条件之四）

学以致用：写出下列原电池中的电极反应和原电池总反应。标明正负极及电子转移方向。

负极：_ _____(发生___ _氧化反应)

正极：__2H+＋2e- =H2↑___(发生__还原_ ______反应)

总反应：

提出问题:如果电解质溶液是硫酸铜溶液,还是原电池吗?

二、对铜锌原电池工作原理的进一步探究

请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu，设计一个原电池装置，标出电极材料和电解质溶液,写出电极反应方程式。

负极：

正极：

电流表指针发生偏转，但随着时间的延续，电流表指针偏转的角度越来越小，最终可能没有电流通过。即无法产生持续稳定的电流且两个电极上都有红色物质析出，这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？

思考：这样改进能否构成原电池？

电流计指针不偏转，且铜片和锌片上均无明显现象（即:无电子定向移动）上述改进构成了原电池吗？为什么？

改进措施：设计成如下图（课本P71图4-1）所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？

实验探索

实验4-1学生自主进行实验设计

实验现象：有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。

取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。

分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？

盐桥是什么？

盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。

盐桥的作用是什么？参考教材72页

三、由两个半电池组成原电池的工作原理

由此可见，原电池反应就是让氧化还原反应的氧化反应和还原应分别在两极进行，而电子通过导线由负极流向正极，发生定向移动而产生电流的。

负极反应：

正极反应：Cu2++ 2e- = Cu

得到电子的一极叫，用“+ “表示，发生反应

失去电子的一极叫，用“—“表示，发生反应

总反应式：

小结：双液原电池的特点:

（1）盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。

（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）双液原电池的优点：能产生持续、稳定的电流

小试牛刀：请将氧化还原反应：Cu+2Ag+ = Cu2++2Ag设计成一个能产生稳定电流的原电池装置，说出你的设计思路。若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液是什么？试画出原电池的装置简图，标明正负极及外电路中电子的流向。

负极：

正极：

【小结】

原电池的设计思路

（1）以自发进行的氧化还原反应为基础

（2）把氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应

（3）以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液

（4）画出装置简图

练习巩固：

1、锌铜原电池产生电流时，阳离子（）

A. 移向Zn 极，阴离子移向Cu 极

B. 移向Cu 极，阴离子移向Zn 极

C .和阴离子都移向Zn极

D. 和阴离子都移向Cu 极

2、下列变化中属于原电池反应的是（）

A．白铁(镀Zn铁)表面有划损时，也能阻止铁被氧化

B．在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜

C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层

D．在铁与稀H2SO4反应时，加几滴CuSO4溶液，可加快H2的产生

3、请根据氧化还原反应:Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池。写出电池的正负极

4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是( )

A. 铁圈和银圈左右摇摆不定

B. 保持平衡状态

C. 铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜

D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜