原电池的工作原理教案

原电池的工作原理

适用学科高中化学适用年级高中一年级适用区域内蒙古课时时长（分钟）60

知识点原电池工作原理

教学目标知识与技能：理解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式；了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念；会判断原电池的正、负极，能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。

情感态度与价值观：培养学生的应用能力。让学生关注有关的生活、生产问题，感受化学的发展对当代社会发展的重要意义。

教学重点理解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式

教学难点会判断原电池的正、负极，能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。

教学过程

一、复习预习

复习氧化还原反应的知识内容，并列举一些巩固氧化还原反应，分析反应中转移电子数的情况，判断金属性的强弱，氧化性和还原性的强弱。

二、知识讲解

考点1：原电池

1．原电池定义：将化学能转变为电能的装置。

2．实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能。3．简单原电池的构成条件：

①活泼性不同的两个电极，②电解质溶液，③形成闭合回路，④能自发进行的氧化还原反应。

考点2：原电池的工作原理

工作原理：利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。

以铜锌原电池为例：

1．在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失电子，形成Zn2＋进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片；CuSO4溶液中，Cu2＋从铜片上得电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上。

锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；

铜为正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。

总反应式为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，反应是自发进行的。

2．闭合回路的构成：

外电路：电子从负极到正极，电流从正极到负极，

内电路：溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液，阳离子移向CuSO4溶液。

考点3：盐桥

盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。当其存在时，随着反应的进行，Zn棒中的Zn原子失去电子成为Zn2＋进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2＋过多，带正电荷。Cu2＋获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2＋过少，SO2－4过多，溶液带负电荷。当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的继续进行。盐桥的存在就避免了这种情况的发生，其中Cl－向ZnSO4溶液迁移，K＋向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。

三、例题精析

【例题1】．下列装置中能构成原电池产生电流的是()

【答案】B

【解析】A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池

的构成条件，两电极发生的反应分别是Zn－2e－=Zn2＋，2H＋＋2e－=H2↑；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。

【例题2】在图中的8个装置中，属于原电池的是()

A．①②③⑤⑧B．③④⑥⑦C．④⑤⑥⑦D．③⑤⑦

【答案】D

【解析】简单原电池的构成条件：

①活泼性不同的两个电极，②电解质溶液，③形成闭合回路，④能自发进行的氧化还原反应。

四、课堂运用

【基础】

1、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()

①在外电路中，电流由铜电极流向银电极

②正极反应为Ag＋＋e－=Ag

③实验过程中取出盐桥，原电池仍能继续工作

④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

A．①②B．②③C．②④D．③④

2、下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是()

NO.28Date：2009.11.8

实验后的记录：

①Zn为正极，Cu为负极。

②H＋向负极移动。

③电子流动方向Zn→Cu。

④Cu极上有H2产生。

⑤若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol。

⑥正极的电子反应式为：Zn→Zn＋＋2e－。

A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④

答案及解析：

1、C

解析该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，正极反应式为Ag＋＋e－=Ag，因此②对；在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以③错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以④对。

2、B

解析本题考查了锌、铜和稀H2SO4构成的原电池的基本工作原理。Zn比Cu活泼，Zn为负极，电极反应为：Zn－2e－=Zn2＋，Cu为正极，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，每转移1 mol 电子，产生H2 0.5 mol，电子由Zn流出，经导线流向铜片，溶液中H＋向正极移动，SO2－4向负极移动，故选B。

【巩固】

1、把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。A、

B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为()

A．A>B>C>D B．A>C>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A

2、已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列问题：

(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因

________________________________________________________________________。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？

________。若能，请写出电极反应式，负极：___________，正极：_____________。(若不能，后两空不填)

(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。