1、第 3 节 化学能转化为电能电池（第 1 课时） NO.24 班级： 姓名： 编审：刘萍 陈淑丽 时间：2015.10.27 【学习目标】1、掌握原电池的工作原理 2、掌握原电池的构成条件 3、电极反应式书写【课前自主学习案】一、原电池的工作原理1、原电池的设计思路（1）Zn+CuSO 4=ZnSO4+Cu 的特征分析从反应的热效应角度分析：取半药匙 Zn 粉加入盛有 CuSO4溶液的试管中，用手触摸试管壁，感觉试管发热，证明该反应是 反应（吸热或放热） ，H 0。从反应中电子转移角度分析：将 Zn 片直接插入 CuSO4溶液中， 失电子，得电子；反应中 直接将电子转移至 。（2）原电池的设计
2、思路利用一个能自发进行的 、 反应，实现将化学能转化为电能。 2、原电池的工作原理（1）锌片上的反应： ； 铜片上的反应： 。电池总方程式 。（2）Zn 片失去电子后，电子经导线流向铜片，因此，锌片会显示一定的正电性，溶液中的 会向锌片移动，铜片接受电子，会显示一定的负电性，溶液中的 会向铜片移动。Zn 2+进入溶液，溶液中的 Cu2+在 Cu 片上得到电子。因此，在导线中（外电路） 的流动形成电流，在电解质溶液（内电路） 的定向移动形成闭合回路。（3）使用盐桥的原电池：盐桥中装有含琼脂的 KCl 饱和溶液。在电池工作过程中，盐桥 Cl-流向 ， K +流向 。3、原电池结构分析（1）从电子流
3、向分析：电子从锌片流向铜片，因此，锌片为电池 极，铜片为电池 极。（2）从电极反应的类别分析：锌失去电子发生氧化反应，Zn 电极称为 ，Cu 2+在 Cu 片中得到电子发生还原反应，Cu 电极称为 。 （课本 20 页图 1-3-2）（3）从反应的类型分析：负极反应一定有 剂参加，正极反应一定有 剂参加。可见，原电池是借助 反应将 转化成 的装置。在电池的外电路，电子流出的电极是 极，电子流入的电极是 极。【注意】正极上 电子的数目与负极上 电子的数目相等。两个电极反应组成电池的总反应。 4、原电池定义： 5、原电池的构成条件： 、 、 二、化学电源1. 化学电源分类：有 、 和 等三类。其中
4、：可充电电池也叫二次电池；2锌锰干电池酸性锌锰干电池： 作负极， 作正极， 是电解质溶液，负极： ，正极：2NH 4+2e-=2NH3+H2（仍有争议） ，碱性锌锰干电池： 作负极， 作正极， 是电解质溶液，负极： ，正极： ，电池总反应： 【自主检测】1.下列关于原电池的叙述正确的是 （ ） A.原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动 B.原电池是化学能转变为电能的装置C.在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D.原电池放电时，电流的方向是从负极到正极2. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液 pH 怎样变化（ ）A. 不变 B. 先变小后变大 C.逐渐变大 D. 逐渐变小
5、3下列装置能够形成原电池的是（ ） A B C D【课堂探究案】4关于如图所示的装置的叙述，正确的是（ ） A. 铜是负极，铜片上有气泡产生 B. 铜片质量逐渐减少C. 电流从锌片经导线流向铜片 D. 氢离子在铜片表面被还原第 3 节 化学能转化为电能电池（第 1 课时） 【课堂探究案】探究一： 原电池的工作原理1、电极反应式：负极： 电子，发生 反应（在电池内部又称为 极），该极发生反应的物质具有 性。正极： 电子，发生 反应（在电池内部又称为 极），该极发生反应的物质具有 性。电池总反应书写规律是： 2、电子流向：由 极流向 极；电流方向：由 极流向 极离子移动方向：阳离子移向 极；阴离子
6、移向 极3、电极反应式：以铜-锌-硫酸铜原电池为例书写电极反应和电池反应负极： 正极： 电池反应： 【合作探究】如何判断原电池的正、负极？【例 1】把铝片和镁片用导线连接成两组，分别依次插入到 NaOH 溶液、稀 H2SO4溶液中，下列说法正确的是（ ）A都不能形成原电池 B负极材料依次为镁片、铝片C负极材料依次为铝片、镁片 D负极材料都是镁片【跟踪训练】写出上述电池的电极反应及电池反应【温馨提示】1、判断电极时，不能简单的比较金属的活性，要看反应的具体情况，特别指出的是Al 在强碱性溶液中比 Mg 更易失电子，Al 作负极，Mg 作正极；Fe、Al 在浓HNO3中钝化后，比 Cu 等金属更难
7、失电子，Cu 等金属作负极，Fe、Al 作正极。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和还原反应。如：氢氧燃料电池。探究二： 盐桥式原电池【观察与思考】另一种形式的铜锌原电池在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？ 在盐桥插入之后，是否有电流产生？ 盐桥：盐桥中通常装有含琼胶的 饱和溶液。写出该电池的电极反应及总反应： 【温馨提示】A、盐桥的作用：是将两个电极完全隔开的原电池装置，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。B、通过盐桥，阴离子 SO42 和 Cl 向锌盐溶液移动，阳离子 Zn2 和 K
8、 向铜盐溶液移动，使电流继续流通，形成闭合的回路。【例 2】在如图所示的锌铜原电池中：Zn 为 极，Cu 为 极；负极上发生 反应，电极反应式为 ，正极上发生 反应，电极反应式为 ；电子流出的极是 极，电子流入的极是_ 极；电流方向 。盐桥中的盐溶液是 溶液，其作用为 。盐桥中的 会移向 ZnSO4溶液，移向 CuSO4溶液，使 ZnSO4溶液和 CuSO4溶液均保持电中性。探究三：锌锰干电池【例 3】Zn-MnO 2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2-NH4Cl 混合溶液（1）该电池的负极材料是 电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）（2）MnO 2的生产方法之一是以石墨为电
9、极，电解酸化的 MnSO4溶液阴极的电极反应式是：若电解电路中通过 2mol 电子，MnO 2的理论产量为 【当堂检测】1、下列有关原电池的叙述中，不正确的是 （ ）A.原电池中，一般相对活泼的金属极板为负极 B原电池工作时，阳离子向负极移动C.形成原电池时，氧化、还原反应分别在两个极上发生 D.电子流入的极是正极2、理论上不能设计为原电池的化学反应是( )ACH 42O 2 CO22H 2O； BHNO 3NaOH NaNO3H 2O；C2H 2(g)O 2 2H2O； D2FeCl 3Fe 3FeCl2；3、已知空气锌电池的电极反应为：石墨：O 2+2H2O+4e-4OH -锌片：Zn2O
10、H 2e ZnOH 2O；据此判断，锌片是 （ ）A正极，并被还原 B正极，并被氧化 C负极，并被还原 D负极，并被氧化4、手电筒中使用的锌-锰干电池，在工作时反应的化学方程式为：Zn+2NH4Cl+2MnO2ZnCl 2+2NH3+X+H2O，则 X 的化学式为（ ）AMnO BMn 2O3 CMn 3O4 DHMnO 45、 把 a、b、c、d 四块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池若a、b 相连时，a 为负极；c、d 相连时，c 为负极；a、c 相连时， c 为正极；b、d 相连时，b 为正极则这四种金属的活动性顺序由大到小为( )Aabcd Bacdb Ccabd D
11、bdca【课后拓展案】 A 组【基础巩固】1下列叙述是某同学做完铜锌原电池的实验后得出结论和认识，你认为正确的是（ ） A构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B由铜、锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中，铜是负极C电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气D铜锌原电池工作时，若有 13g 锌被溶解，电路中就有 0.4mol 电子通过2普通干电池的电极分别为碳棒和锌筒，以糊状 NH4Cl 和 ZnCl2作电解质（其中加入 MnO2吸收 H2，ZnCl 2吸收 NH3），电极反应可简化为：Zn-2e -=Zn2+，2NH 4+2e-=2NH3+H2根据以上所述判断下列结论不正确
12、的是（ ）A工作时 Zn 为负极，发生还原反应 B工作时电流由碳极经外电路流向 Zn 极C输出电流时碳棒上发生还原反应 D长时间使用后内装糊状物可能流出，腐蚀用电器3.下列关于实验现象的描述不正确的是 ( )A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B粗锌和纯锌与等浓度稀硫酸反应，粗锌反应速率比纯锌快C把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快4.如图所示是 Zn 和 Cu 形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上的描述合理的是 （ ）2013-9-1, 实验后的记录：Cu 为负极，
13、Zn 为正极Cu 极上有气泡产生，发生还原反应SO 42-向 Cu 极移动若有 0.5mol 电子流经导线，则可产生 0.25mol 气体电子的流向是：Cu Zn正极反应式：Cu2e =Cu2 ，发生氧化反应A B C D5实验中欲制得 H2，最好的方法是 ( )A纯锌与稀 H2SO4 B纯锌和浓 H2SO4 C纯锌与稀盐酸 D粗锌(含铜杂质)与稀 H2SO46 （广东卷）用铜片、银片、Cu (NO 3)2溶液、AgNO 3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO 3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 （ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag +e-=Ag
14、 Fe Cu浓硝酸实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 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 B C D7.下列说法中正确的是 A.原电池是把化学能转化为电能的装置B.原电池中电子从负极流入正极，正极发生氧化反应C.构成原电池正极和负极的必须是两种不同的金属D.形成原电池时，活泼的金属一定做负极E.原电池中阳离子移向正极F.所有的氧化还原反应都可以设计成原电池G.锌铜原电池中锌为负极，在反应中得电子发生氧化反【拓展提高】8.如图所示原电池，下列说法正确的是（ ）A.该原电池的铁失电子,做原电池的负极B.该装置中发生氧化反应的是铁极C.该装置中电子在外电路由铜极流向铁极
15、D.该装置中铜极上有气泡产生9.试写出上题设计的反应式：负极 正极 总反应式 10.将铁片和铜片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，下列各叙述正确的是（ ）A负极有 Cl2逸出，正极有 H2逸出 B负极附近 Cl 的浓度减小 C正极附近 Cl 的浓度逐渐增大 D溶液中 Cl 的浓度基本不变11.若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生反应的总反应离子方程式是： Cu+2H+=Cu2+H2，则关于该装置的有关说法正确的是( )A该装置可能是原电池，也可能是电解池B该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D该装置只能是电解池，电解质溶液不可能是稀盐酸12 （07 海南 14）依据氧化还原反应：2Ag +(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：（1）电极 X 的材料是 ；电解质溶液 Y 是 ；（2）银电极为电池的 极，发生的电极反应式为 ；X 电极上发生的电极反应式为 ；（3）外电路中的电子是从 电极流向 电极。
