《高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 原電池學(xué)案 新人教版選修41》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 原電池學(xué)案 新人教版選修41（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

原電池 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的條件。 2.能正確書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。 3.能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。 【學(xué)習(xí)過程】 1.原電池的工作原理：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu （1）如果不用鹽橋，除了發(fā)生原電池反應(yīng)外還發(fā)生鋅和銅離子的直接的置換反應(yīng)，會(huì)使部分化學(xué)能以熱能的形式轉(zhuǎn)化掉，而鹽橋的使用可以避免鋅和銅離子的直接接觸，從而避免了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，提高電池效率。 （2）選擇鹽橋中的電解質(zhì)的原則是高濃度、正負(fù)離子遷移速率接近相等，且不與電池中溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。常采用KCl、NH4NO3和KNO3的飽和溶液。鹽橋的作用：避免鋅和銅離子的直接接觸；使兩個(gè)半電池構(gòu)成閉合回路；能使原電池產(chǎn)生較持續(xù)、穩(wěn)定的電流；能提高電池的使用效率。 2.原電池的構(gòu)成條件：能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)；兩個(gè)活潑性不同的電極(兩種金屬或一種金屬和一種能導(dǎo)電的非金屬)；電解質(zhì)溶液；構(gòu)成閉合回路。 3.原電池正、負(fù)極的判斷方法：判斷一個(gè)原電池中的正、負(fù)極，最根本的方法是失電子(發(fā)生氧化反應(yīng))的一極是負(fù)極，得電子(發(fā)生還原反應(yīng))的一極是正極。如果給出一個(gè)化學(xué)方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降來判斷，化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。根據(jù)電極材料的活潑性來判斷正負(fù)極，要注意電解質(zhì)溶液對(duì)原電池正負(fù)極的影響。例如Mg、Al、NaOH溶液構(gòu)成的原電池，Al為負(fù)極；Fe(或Al)、Cu、濃HNO3構(gòu)成的原電池，Cu為負(fù)極。 4.原電池原理的應(yīng)用： （1）加快氧化還原反應(yīng)的速率。例如：在鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率加快。 （2）比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例如：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極，b是正極，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性a>b。 （3）用于金屬的防護(hù)。如要保護(hù)一個(gè)鐵閘，可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極，鐵閘作正極。 （4）設(shè)計(jì)化學(xué)電池。從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個(gè)電極。電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)，或者溶解在溶液中的物質(zhì)(如O2)與負(fù)極反應(yīng)；電極材料一般較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極。 5.電極反應(yīng)式的書寫方法： (1)定電極，標(biāo)得失。按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量。 (2)看環(huán)境，配守恒。電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H＋應(yīng)讓其結(jié)合OH－生成水。電極反應(yīng)式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平。 (3)兩式加，驗(yàn)總式。兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)方程式對(duì)照驗(yàn)證。 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1. 鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液，有關(guān)如圖所示原電池的敘述，正確的是(　　) A．銅片上有氣泡逸出 B．取出鹽橋后，檢流計(jì)依然發(fā)生偏轉(zhuǎn) C．反應(yīng)中，鹽橋中的K＋會(huì)移向CuSO4溶液 D．反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變 2. 如圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是(　　) 3. 某原電池反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，則下列說法中正確的是 (　　) A．用HNO3作電解質(zhì)溶液 B．用鋅作原電池正極 C．用鐵作負(fù)極，鐵的質(zhì)量不變 D．用銅作原電池正極 4. 依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)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)銀電極為電池的__________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________。 (3)外電路中的電子是從________極流向________極。 5. 由鋅片、銅片和200 mL稀H2SO4組成的原電池如圖所示。 (1)原電池的負(fù)極反應(yīng)是____________________，正極反應(yīng)是______________________。 (2)電流的方向是________。 (3)一段時(shí)間后，當(dāng)在銅片上放出1.68 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時(shí)，共消耗________g鋅，有________個(gè)電子通過了導(dǎo)線，原硫酸的物質(zhì)的量濃度是 ________(設(shè)溶液體積不變)。 答案與解析 題號(hào) 答案 解析 1 C 左側(cè)Cu2＋放電，無氫氣，A錯(cuò)；取出鹽橋后，未形成閉合回路，無電流，B錯(cuò)；原電池中陽離子移向原電池的正極，C對(duì)；左池中有銅析出，銅片質(zhì)量增加，D錯(cuò) 2 B 構(gòu)成原電池的條件：(1)有活潑性不同的兩個(gè)電極；(2)電解質(zhì)溶液；(3)形成閉合回路；(4)能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。依據(jù)構(gòu)成原電池的條件A中兩電極相同，C中沒有構(gòu)成閉合回路，D中酒精是非電解質(zhì)，只有B符合條件 3 D 4 (1)Cu　AgNO3溶液 (2)正　2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu－2e－===Cu2＋ (3)負(fù)(Cu)　正(Ag) 原電池中負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，鹽橋起到形成閉合回路、平衡電荷的作用。由總反應(yīng)方程式可知電極X的材料是Cu，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液Y是可溶性銀鹽溶液，常用AgNO3溶液。電極反應(yīng)式如下，負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋，正極：2Ag＋＋2e－===2Ag，電子由負(fù)極(Cu)出發(fā)，經(jīng)外電路流向正極(Ag) 5 (1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)由Cu極流向Zn極 (3)4.875　9.031022　0.75 molL－1 產(chǎn)生0.075 mol H2，通過0.075 mol2＝0.15 mol電子，消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。所以m(Zn)＝0.075 mol65 gmol－1＝4.875 g，N(e－)＝0.15 mol6.021023 mol－1＝9.031022，c(H2SO4)＝＝0.75 molL－1