高中化学《原电池》优质课教学设计、教案

－===Zn2＋ 2e －===Cu 装置举例 第四章电化学基础第 一 节 原 电 池

【教学目标】 1、理解原电池的工作原理和构成原电池的条件。(重点)

2、掌握原电池正、负极的判断及电极反应式的书写。(难点)

3、原电池原理的应用。(重点)

【教学重点、难点】

1. 通过设计铜锌原电池两种方案的对比，加深原电池原理的理解。(重点)

2. 正确书写电极反应与电池反应方程式。(难点)

3. 会设计简单原电池。(重点)

【教学设计过程】一、单液原电池

提问 1：复习原电池的定义。

提问 2：以铜、锌原电池为例，练习电极反应式书写和原电池的工作原理。二、双液原电池

提问 3：双液原电池的定义，原电池的构成条件。

1. 原理(以铜、锌原电池为例)

原电池是利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。 2. 电极反应

锌片负极，发生氧化反应电极反应式：Zn －2e

铜片正极，发生还原反应电极反应式：Cu2＋＋ 总电极反应式为：Cu2＋＋Zn===Cu ＋Zn2＋

3. 构成条件

条件两个活泼性不同的电极，较活泼的做负极电解质溶液形成闭合回路能自发地发生氧化还原反应

【思考与交流】：对比单液原电池和双液原电池的原理和优缺点。 三 原电池正、负极的判断方法 【问题导思】

①原电池中，电子流出的极是正极还是负极？

②若某电极在反应过程中增重，是原电池的正极还是负极？

【小结】原电池正、负极的判断方法有哪些？

1.由组成原电池的两极材料判断

较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。

2.根据电流方向或电子流向判断

外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。

3.根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断

在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

4.根据原电池中两极发生的反应判断

原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断。

5.根据电极质量的变化判断

原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。

6.根据电极上有气泡产生判断

原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2 的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。

7.根据某电极(X)附近pH 的变化判断

生成H2 或吸收O2 电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH 增大，因而原电池工作后，X 极附近的pH 增大了，说明X 极为正极，金属活动性较弱。

特别提醒

原电池中，活泼性强的金属不一定做负极：如下面的原电池。

(1) 中Al 作负极，因为Al

能与NaOH 溶液反应而

Mg 不能与NaOH 溶液反应，Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O；(2)

中Cu 作负极，由于Fe 在浓硝酸中发生钝化，所以Cu 为负极；

小结：两极判断时，与电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关。

变式训练

1．有如图所示的两个原电池装置，下列说法不正确的是( )

A．A 池中负极的电极反应为Mg－2e－

===Mg2＋

B.Mg 在A 池中为负极，在B 池中

为正极

C．B 池中电子的流向：Mg→Al

D．原电池工作一段时间后，A 池溶液的pH 会增大

四、原电池的设计

【思考练习】：根据下列反应氧化还原反应各设计原电池，写出电极反应式，画出实验装置图（装置图需要作出适当的标注）。

① Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag ②2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+

【提示】每一个原电池的设计都需要思考：

负极：正极：电解质溶液：

若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。【归纳思考】1、根据原电池总反应书写电极反应式的一般思路：

2、根据自发的氧化还原反应设计双液原电池的一般思路：

【归纳总结】

1.设计思路：用还原性较强的物质作负极，向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作正极，从外电路得到电子。

2.制作方法：将两极浸在电解质溶液中，通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。

3.反应原理：放电时负极上的电子通过导线流向正极，再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路。

例如：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 为依据，设计一个原电池。

(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池负极和正极电极反应式。

负极：Cu－2e－===Cu2＋

正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

(2)确定电极材料

若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极。

正极的电极材料必须不如负极材料活泼。

本例中可用铜棒作负极。用铂丝或碳棒作正极：

(3)确定电解质溶液

一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3 溶液作电解液。

(4)构成闭合回路。

五、原电池原理的应用

【问题导思】

①若纯锌与粗锌(含Fe、C 等)分别与同浓度的稀H2SO4 反应制取H2，哪种方法产生H2 的速率快？

②将金属a、b 用导线相连插入稀H2SO4 中，发现b 上产生气泡，则a 与b 相比较，谁更活泼？

1.加快氧化还原反应的速率

例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4 溶液能使产生H2 的速率加快。

2.比较金属活动性强弱

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.判断溶液PH 值的变化及计算

例：由A、B、C、D 四种金属按下表中装置图进行实验。

金属A 不断溶解，生成二价离子 C 的质量增加 A 上有气泡产生

根据实验现象回答下列问题：

(1)装置甲中负极的电极反应式是。

(2)装置乙中正极的电极反应式。