第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)原電池第1課時(shí)：原電池的工作原理問題1：寫出以下原電池的總反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式，標(biāo)出電子流向和離子遷移方向，并預(yù)測能觀察到的現(xiàn)象。e-Zn2+Cu2+Zn+

Cu2+=

Cu

+Zn2+電極反應(yīng)負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+

正極：Cu2++2e-=Cu總反應(yīng)

環(huán)節(jié)一：回顧化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置反思與總結(jié)原電池原理示意圖CuSO4溶液e-Zn2+CuZnCu2+負(fù)極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)角度1電極反應(yīng)角度2粒子轉(zhuǎn)移方向外電路：電子遷移：負(fù)→正內(nèi)電路：陽離子：移向正級(jí)陰離子：移向負(fù)極預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片表面附著紅色固體，電流表指針偏轉(zhuǎn)。銅片、鋅片表面均附著紅色固體，電流表指針偏轉(zhuǎn)，但電流逐漸衰減?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】Zn片【原因分析】現(xiàn)象原因鋅片表面附著紅色固體電流逐漸衰減Cu片1、Zn與Cu2+接觸，直接發(fā)生反應(yīng)2、Zn片、Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原電池，促進(jìn)了Cu在鋅片表面析出。轉(zhuǎn)移的電子沒有經(jīng)過導(dǎo)線，電流逐漸衰減解決問題的關(guān)鍵：還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸環(huán)節(jié)二原電池裝置的改造兩個(gè)溶液間缺少離子導(dǎo)體，無法形成閉合回路。為什么沒有電流？該如何解決？鹽橋一種凝膠態(tài)的離子導(dǎo)體鹽橋中一般裝有飽和的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;K+和Cl-能在膠凍內(nèi)自由移動(dòng)?！麮l-K+思考與討論：（1）圖4-1所示的鋅銅原電池工作時(shí)，電子在導(dǎo)線中的運(yùn)動(dòng)方向是怎樣的？陰離子和陽離子在電解質(zhì)溶液中的運(yùn)動(dòng)方向是怎樣的？（2）鋅銅原電池可看作由兩個(gè)半電池組成，一個(gè)氧化反應(yīng)，另一個(gè)發(fā)生還原反應(yīng)。試分別寫出兩個(gè)電電極上的反應(yīng)及總反應(yīng)的離子方程式。e-e-CuZn負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)Zn-2e-Zn2+

Cu2++2e-Cu總反應(yīng)：Cu2++Zn

Cu+Zn2+

Cl-K+Zn2+Cu2++-CuSO4溶液ZnSO4溶液雙液電池的工作原理cu片Zn片CuSO4溶液ZnSO4溶液鹽橋?qū)Ь€裝置中各部分的作用電極材料電極反應(yīng)物電極材料電極反應(yīng)物離子導(dǎo)體離子導(dǎo)體離子導(dǎo)體電子導(dǎo)體原電池的構(gòu)成要素還原劑-氧化反應(yīng)、氧化劑-還原反應(yīng)電極反應(yīng)：電極材料（金屬或石墨）：電子導(dǎo)體或作還原劑離子導(dǎo)體（如電解質(zhì)和鹽橋）：內(nèi)電路，實(shí)現(xiàn)離子定向遷移電子導(dǎo)體（如導(dǎo)線）：外電路，實(shí)現(xiàn)電子定向轉(zhuǎn)移思考與討論：請(qǐng)結(jié)合圖4-1繪制反映原電池工作原理的示意圖，并與同學(xué)交流。示意圖要求包括以下內(nèi)容：

(1)注明原電池的組成；

(2)標(biāo)明氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域；

(3)標(biāo)明電子的運(yùn)動(dòng)方向和陰離子、陽離子的遷移方向。

A原電池電流表e－e－－＋發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極正極離子導(dǎo)體陽離子遷移方向陰離子遷移方向鹽橋A原電池電流表e－e－－＋發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極正極離子導(dǎo)體陽離子遷移方向陰離子遷移方向鹽橋(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液負(fù)極(Zn)：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極(Pt或C)：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）(+)(-)鹽橋ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液

G

環(huán)節(jié)三設(shè)計(jì)原電池問題2：依據(jù)反應(yīng)Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+,設(shè)計(jì)原電池，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，并概括設(shè)計(jì)原電池的一般思路。

例、依據(jù)反應(yīng)2Fe3+2I-

=2Fe2++I2

，設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置CKI溶液CFeCl3溶液設(shè)計(jì)原電池的一般思路：分析氧化還原反應(yīng)→與電極反應(yīng)相對(duì)應(yīng)→選擇電極材料→選擇正負(fù)極的電解質(zhì)溶液。原電池電極方程式的書寫①寫出電極總反應(yīng)的離子方程式，標(biāo)雙線橋。②列物質(zhì)寫電極：正極：氧化劑+ne-=還原產(chǎn)物負(fù)極：還原劑-ne-=氧化產(chǎn)物③看環(huán)境配守恒：酸性環(huán)境：O2-與H+結(jié)合成H2O，不能出現(xiàn)OH-.堿性環(huán)境：O2-與H2O結(jié)合成OH-，不能出現(xiàn)H+和CO2等酸性氣體.④總反應(yīng)式=負(fù)極反應(yīng)式+正極反應(yīng)式。總反應(yīng)：2Al

+

2OH－+

2H2O

=

2AlO2－

+

3H2↑負(fù)極：2Al+8OH_

－6e_

=2AlO2_

+4H2O正極：6H2O+6e_

=6OH_+

3H2↑Mg∣NaOH∣AlFe∣濃HNO3∣Cu總反應(yīng)：Cu+4H++

2NO3－=Cu2+

+2NO2↑+2H2O負(fù)極：Cu－2e_

=Cu2+正極：4H++

2NO3－

+2e_=2NO2↑+2H2O1、下列有關(guān)圖甲和圖乙的敘述不正確的是()A.均發(fā)生了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程B.Zn和Cu既是電極材料又是反應(yīng)物C.工作過程中，電子均由Zn經(jīng)導(dǎo)線流向CuD.相同條件下，圖乙比圖甲的能量利用效率高(鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液)2、某原電池裝置如圖所示。下列有關(guān)敘述中正確的是(

)A．Fe作正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．工作一段時(shí)間后，兩燒杯中溶液pH均不變C．負(fù)極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑D．工作一段時(shí)間后，NaCl溶液中c(Cl－)增大3、某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是()A.甲燒杯中溶液的pH逐漸減小B.乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)C.外電路的電流方向是從a到bD.電池工作時(shí)，鹽橋中的SO42-移向甲燒杯4、如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置，(1)電極Ⅰ上發(fā)生_________(填反應(yīng)類型)，作_____________(填電極名稱)。(2)電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為________________。(3)該原電池的總反應(yīng)式為_________________________。(4)鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊膠，其作用是_____________________________________。6、依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)電極X的材料是___，電解質(zhì)溶液Y是_____________。(2)銀電極的電極反應(yīng)式是____________________；X電極的電極反應(yīng)式是________________。(3)外電路中的電子是從___________極流向___________極。(4)該原電池的正極是____，還可以選用____________等材料。7、某探究活動(dòng)小組想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動(dòng)性順序，有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol·L－1稀硫酸中，乙同學(xué)將電極放入6mol·L－1NaOH溶液中，如圖所示。(1)寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)式：負(fù)極_________________，正極__________________。(2)乙池中負(fù)極為_____，正極發(fā)生__________反應(yīng)，總反