人教版選擇性必修1

第四章

化學(xué)反應(yīng)與電能

第一節(jié)

原電池

第一課時(shí)

原電池工作原理情景導(dǎo)入無(wú)化學(xué)不生活【實(shí)驗(yàn)】：鹽水風(fēng)扇風(fēng)扇為什么能轉(zhuǎn)起來(lái)？構(gòu)成原電池的條件舊知回顧（1）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)；（2）兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極；（3）電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）；（4）形成閉合回路外電路：導(dǎo)線作電子導(dǎo)體內(nèi)電路：電解質(zhì)溶液作離子導(dǎo)體負(fù)極正極外電路內(nèi)電路

負(fù)極(

Zn):

Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))

正極(

Cu):

2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))

總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑鋅銅硫酸原電池工作原理離子的移動(dòng)方向：陽(yáng)

離

子→

正

極電子的移動(dòng)方向：負(fù)

極→正

極陰

離

子→

負(fù)

極Zn2+SO42-H+知識(shí)回顧硫酸銅鋅片銅片Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)負(fù)極發(fā)生溶解Cu2＋＋2e－==Cu

還原反應(yīng)正極產(chǎn)生紅色物質(zhì)外電路內(nèi)電路負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極正極沿導(dǎo)線負(fù)極電子流向：電流方向：陽(yáng)離子正極陰離子

負(fù)極原電池總反應(yīng)：_____________________電子不下水，離子不上岸Zn＋Cu2＋==Zn2＋＋Cu任務(wù)一單液電池的工作原理鋅銅原電池

CuSO4溶液ZnCuAZn+CuSO4=ZnSO4+Cu任務(wù)一：?jiǎn)我弘姵氐墓ぷ髟怼緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析】預(yù)測(cè)的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象鋅片逐漸溶解銅片上有紅色物質(zhì)析出銅片上有紅色物質(zhì)析出電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流表指針先發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，示數(shù)逐漸減小鋅片也表面有紅色物質(zhì)生成“鋅片表面附著紅色固體，電流逐漸衰減”的原因？任務(wù)一單液電池的工作原理“鋅片表面附著紅色固體，電流逐漸衰減”的原因？現(xiàn)象原因后果鋅片表面附著紅色固體電流逐漸衰減Zn與Cu2+直接接觸發(fā)生反應(yīng)；

鋅與CuSO4溶液的接觸面積減少，同時(shí)隨著反應(yīng)進(jìn)行電解液中離子濃度明顯降低，電流逐漸衰減明顯【現(xiàn)象分析】（1）能量轉(zhuǎn)換角度：化學(xué)能仍有部分以熱能形式散失，從而能量轉(zhuǎn)化效率較低（2）對(duì)用電器工作的影響：電流不斷衰減，從而電能輸出不穩(wěn)定，用電器無(wú)法正常工作任務(wù)一單液電池的工作原理單液原電池的缺點(diǎn)①

鋅與CuSO4溶液直接接觸，可發(fā)生置換反應(yīng)，導(dǎo)致部分化學(xué)能轉(zhuǎn)為熱能。②

工作時(shí)，鋅片上也有Cu析出，原電池的電動(dòng)勢(shì)很快降低，電壓不穩(wěn)定；電子不能完全經(jīng)過導(dǎo)線輸送到銅片上，電流衰減明顯。解決問題的關(guān)鍵：還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，獲得持續(xù)穩(wěn)定的電流呢？A原電池裝置的改進(jìn)①

還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸CuZnCuSO4溶液AZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCu沒有電流②

加一個(gè)合適的“橋梁”溝通兩種電解質(zhì)溶液AZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCu有電流鹽橋鹽橋：一種凝膠態(tài)的離子導(dǎo)體，通常是將浸泡了KCl飽和溶液的瓊膠裝在U型管中；離子可在其中自由移動(dòng)。(1)特點(diǎn)：①鹽橋中的K+、Cl?

可以自由移動(dòng)②瓊膠起到固定作用，防止KCl溶液流出來(lái)。③離子只出不進(jìn)。Ae-ZnSO4溶液CuSO4溶液+ZnCu電流表鹽橋圖4-1鋅銅原電池示意圖雙液原電池及其工作原理任務(wù)二

(2)作用：①連接兩個(gè)半電池，形成閉合回路；

②傳導(dǎo)離子，平衡電荷，保持溶液的電中性；③避免還原劑與氧化劑直接接觸，減少電流衰減，

放電更持久，提高電池的工作效率。CuCuSO4溶液ZnAZnSO4溶液

【實(shí)驗(yàn)4-1】

一、原電池的工作原理有鹽橋存在時(shí)，電流計(jì)指針_____，取出鹽橋時(shí)，電流計(jì)指針________實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：CuCuSO4溶液ZnAZnSO4溶液

【實(shí)驗(yàn)4-1】

偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鋅片與CuSO4溶液在沒有直接接觸，有鹽橋連接的情況下也能構(gòu)成原電池。一、原電池的工作原理K＋Cl-e-Zn2+ZnCu2＋Cu負(fù)極正極含負(fù)極對(duì)應(yīng)金屬離子的鹽溶液

含正極對(duì)應(yīng)金屬離子的鹽溶液

總反應(yīng)：Zn+

Cu2+＝Cu

+Zn2+K+

向正極移動(dòng)Cl?

向負(fù)極移動(dòng)負(fù)極(氧化反應(yīng))：Zn?2e?=Zn2+

正極(還原反應(yīng))：Cu2+

+2e?

=

Cu雙液原電池及其工作原理二【任務(wù)3】請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合圖4-1繪制原電池工作原理的示意圖，并與同學(xué)交流。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)生區(qū)域。3、標(biāo)明電子的運(yùn)動(dòng)方向和陰陽(yáng)離子的遷移方向?！灸Ｐ蜕罨侩p液原電池的工作原理把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)完全分開在不同區(qū)域進(jìn)行，通過鹽橋連接，從而提高能量轉(zhuǎn)化效率，獲得持續(xù)的電流，原電池可對(duì)外輸出電能。內(nèi)電路：陽(yáng)（正）離子移向正極，陰（負(fù)）離子移向負(fù)極。電子不下水離子不上岸原電池正、負(fù)極的判斷方法課堂延伸注意：在判斷原電池正負(fù)極時(shí)，不要只根據(jù)金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱還要考慮電解質(zhì)溶液的特點(diǎn)。課堂小結(jié)建構(gòu)原電池認(rèn)知模型失電子場(chǎng)所

（負(fù)極）

電子導(dǎo)體

離子導(dǎo)體得電子場(chǎng)所

（正極）裝置維度電極反應(yīng)物微觀過程電極產(chǎn)物鋅片

導(dǎo)線

電解質(zhì)溶液銅片

還原劑氧化產(chǎn)物氧化劑還原產(chǎn)物失電子得電子陽(yáng)離子移向

陰離子移向

電子移動(dòng)方向電流移動(dòng)方向原理維度請(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。銅AgNO3溶液2Ag+＋2e?＝2AgCu

?

2e?＝Cu2+負(fù)(或銅)正(或銀)銀鉑、石墨1.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。隨堂練習(xí)2、用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有含KCl飽和溶液的瓊膠）構(gòu)成一個(gè)原電池（如下圖）。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是(

)①在外電路中，電子由銅電極流向銀電極②