ZNCU第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原電池的工作原理高考學(xué)習(xí)網(wǎng)【知識與技能目標(biāo)】了解原電池的工作原理，能寫出其電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。【過程與方法目標(biāo)】通過進(jìn)行化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究活動(dòng)，體驗(yàn)原電池的工作原理，熟練書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。【情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)】通過化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的學(xué)習(xí)，使學(xué)生從能量的角度比較深刻地了解化學(xué)科學(xué)對人類的貢獻(xiàn)，體會(huì)能量守恒的意義。學(xué)會(huì)利用能源與創(chuàng)造新能源的思路和方法，提高環(huán)保意識和節(jié)能意識?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】了解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】原電池的工作原理，從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)?！窘虒W(xué)過程】【引入】電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛，使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱電力。例如，日常生活中使用的手提電腦、手機(jī)、相機(jī)、攝像機(jī)這一切都依賴于電池的應(yīng)用。那么，電池是怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪匚覀冞@節(jié)課來一起復(fù)習(xí)一下有關(guān)原電池的相關(guān)內(nèi)容?！景鍟吭姵氐墓ぷ髟硪?、原電池實(shí)驗(yàn)探究講銅片、鋅片、硫酸都是同學(xué)們很熟悉的物質(zhì)，利用這三種物質(zhì)我們再現(xiàn)了1799年意大利物理學(xué)家伏打留給我們的歷史閃光點(diǎn)【實(shí)驗(yàn)探究】銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象1鋅片插入稀硫酸2銅片插入稀硫酸3鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸【問題探究】1鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生2鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，現(xiàn)象又怎樣為什么3鋅片的質(zhì)量有無變化溶液中CH如何變化4鋅片和銅片上變化的反應(yīng)式怎樣書寫5電子流動(dòng)的方向如何講我們發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，說明產(chǎn)生了電流，這樣的裝置架起了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的橋梁，這就是生活中提供電能的所有電池的開山鼻祖原電池?！景鍟浚?）原電池概念學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。問在原電池裝置中只能發(fā)生怎樣的化學(xué)變化學(xué)生ZN2HZN2H2講為什么會(huì)產(chǎn)生電流呢答其實(shí)鋅和稀硫酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，有電子的轉(zhuǎn)移，但氧化劑和還原劑熱運(yùn)動(dòng)相遇發(fā)生有效碰撞電子轉(zhuǎn)移時(shí)，由于分子熱運(yùn)動(dòng)無一定的方向，因此電子轉(zhuǎn)移不會(huì)形成電流，而通常以熱能的形式表現(xiàn)出來，激烈的時(shí)候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講，一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，若能設(shè)法使氧化與還原分開進(jìn)行，讓電子的不規(guī)則轉(zhuǎn)移變成定向移動(dòng)，便能形成電流。所以原電池的實(shí)質(zhì)就是將氧化還原的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)形成電流。（2）實(shí)質(zhì)將一定的氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的形式釋放。問那么這個(gè)過程是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢我們來看原電池原理的工作原理。（3）原理（負(fù)氧正還）問在鋅銅原電池中哪種物質(zhì)失電子哪種物質(zhì)得到電子學(xué)生活潑金屬鋅失電子，氫離子得到電子問導(dǎo)線上有電流產(chǎn)生，即有電子的定向移動(dòng)，那么電子從鋅流向銅，還是銅流向鋅學(xué)生鋅流向銅講當(dāng)銅上有電子富集時(shí)，又是誰得到了電子學(xué)生溶液中的氫離子講整個(gè)放電過程是鋅上的電子通過導(dǎo)線流向用電器，從銅流回原電池，形成電流，同時(shí)氫離子在正極上得到電子放出氫氣，這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因。講我們知道電流的方向和電子運(yùn)動(dòng)的方向正好相反，所以電流的方向是從銅到鋅，在電學(xué)上我們知道電流是從正極流向負(fù)極的，所以，鋅銅原電池中，正負(fù)極分別是什么學(xué)生負(fù)極（ZN）正極（CU）實(shí)驗(yàn)我們用干電池驗(yàn)證一下我們分析的正負(fù)極是否正確講我們一般用離子反應(yīng)方程式表示原電池正負(fù)極的工作原理，又叫電極方程式或電極反應(yīng)。一般先寫負(fù)極，所以可表示為負(fù)極（ZN）ZN2EZN2（氧化）正極（CU）2H2EH2（還原）講其中負(fù)極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，即負(fù)氧正還。注意電極方程式要注明正負(fù)極和電極材料滿足所有守衡總反應(yīng)是ZN2HZN2H2講原來一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)通過一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規(guī)則的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)就形成了原電池。轉(zhuǎn)折可以看出一個(gè)完整的原電池包括正負(fù)兩個(gè)電極和電解質(zhì)溶液，及導(dǎo)線。那么銅鋅原電池中的正負(fù)極和硫酸電解質(zhì)能否換成其他的物質(zhì)呢學(xué)生當(dāng)然能，生活中有形形色色的電池。過渡也就是構(gòu)成原電池要具備怎樣的條件二、原電池的構(gòu)成條件1活潑性不同的兩電極2電解質(zhì)溶液3形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液4自發(fā)的氧化還原反應(yīng)本質(zhì)條件思考鋅銅原電池的正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)保證鋅銅原電池原理不變，正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)（C、FE、SN、PB、AG、PT、AU等）問鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎判斷是否構(gòu)成原電池，是的寫出原電池原理。（1）鎂鋁/硫酸；鋁碳/氫氧化鈉；鋅碳/硝酸銀；鐵銅在硫酸中短路；鋅銅/水；鋅鐵/乙醇；硅碳/氫氧化鈉（2）鋅銅/硫酸（無導(dǎo)線）；碳碳/氫氧化鈉若一個(gè)碳棒產(chǎn)生氣體112升，另一個(gè)產(chǎn)生氣體56升，判斷原電池正負(fù)極并求鋅片溶解了多少克設(shè)原硫酸的濃度是1MOL/L，體積為3L，求此時(shí)氫離子濃度。（3）銀圈和鐵圈用細(xì)線連在一起懸在水中，滴入硫酸銅，問是否平衡（銀圈下沉）（4）ZN/ZNSO4/CU/CUSO4鹽橋（充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂）（5）鐵和銅一起用導(dǎo)線相連插入濃硝酸中鎂和鋁一起用導(dǎo)線相連插入氫氧化鈉中思考如何根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理來設(shè)計(jì)原電池呢請將氧化還原反應(yīng)ZNCU2CUZN2設(shè)計(jì)成電池此電池的優(yōu)點(diǎn)能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。其中，用到了鹽橋什么是鹽橋鹽橋中裝有飽和的KCL溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。鹽橋的作用是什么可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會(huì)由于鋅溶解成為ZN2而帶上正電，銅鹽溶液會(huì)由于銅的析出減少了CU2而帶上了負(fù)電。鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進(jìn)行。導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。三、原電池的工作原理正極反應(yīng)得到電子（還原反應(yīng)）負(fù)極反應(yīng)失去電子（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)想一想如何書寫復(fù)雜反應(yīng)的電極反應(yīng)式較繁電極反應(yīng)式總反應(yīng)式簡單電極反應(yīng)式硫酸銅硫酸銅硫酸銅例熔融鹽燃料電池具有高的放電效率，因而受到重視，可用LI2CO3和NA2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為正極助燃?xì)?，已制得?500C下工作的燃料電池，試完成有關(guān)的電極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式為2CO2CO324E4CO2正極反應(yīng)式為2CO2O24E2CO32電池總反應(yīng)式2COO22CO2四、原電池中的幾個(gè)判斷1正極負(fù)極的判斷正極活潑的一極負(fù)極不活潑的一極思考這方法一定正確嗎2電流方向與電子流向的判斷電流方向正負(fù)電子流向負(fù)正電解質(zhì)溶液中離子運(yùn)動(dòng)方向的判斷陽離子向正極區(qū)移動(dòng)陰離子向負(fù)極區(qū)移動(dòng)板書設(shè)計(jì)一、原電池實(shí)驗(yàn)探究（1）原電池概念學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池（2）實(shí)質(zhì)將一定的氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的形式釋放。（3）原理（負(fù)氧正還）二、原電池的構(gòu)成條件1活潑性不同的兩電極2電解質(zhì)溶液3形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液4自發(fā)的氧化還原反應(yīng)本質(zhì)條件三、原電池的工作原理正極反應(yīng)得到電子（還原反應(yīng)）負(fù)極反應(yīng)失去電子（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)四、原電池中的幾個(gè)判斷1正極負(fù)極的判斷2電流方向與電子流向的判斷課堂練習(xí)1下列哪些裝置能構(gòu)成原電池2某原電池的總反應(yīng)的離子方程式為2FE3FE3FE2，不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池組成是（）A正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為FECL3溶液B正極為碳，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為FENO33溶液C正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解質(zhì)溶液為FE2SO43溶液D正極為銀，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為CUSO4溶液3、宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為2H2O22H2O，電解質(zhì)溶液為KOH，反應(yīng)保持在高溫下，使H2O蒸發(fā)，正確敘述正確的是（）AH2為正極，O2為負(fù)極B電極反應(yīng)