走進奇妙的化學世界2022-2023選擇性必修1第四章

化學反應與電能第一節

原電池第2課時原電池工作原理的應用CuZn稀硫酸--Zn2+H+H+SO42-知識回顧化學能轉化為電能的裝置寫出原電池中的總反應方程式和電極反應式，并標出電子轉移和離子遷移的方向。總反應方程式：Zn+H2SO4===

ZnSO4+H2↑

電極反應：負極：Zn-2e-==Zn2+（氧化反應）

正極：2H++2e-

H2↑（還原反應）

e-負極氧化反應正極還原反應角度1電極反應角度2粒子遷移外電路電子遷移：負→正內電路離子遷移：陽離子：移向正極陰離子：移向負極【膜電池模型】微電池

學習

目標第2課時原電池原理的應用PART01PART02PART03通過單液原電池和雙液原電池裝置的對比，強化原電池的工作原理及鹽橋的作用結合氧化還原反應原理和規律，正確書寫電極反應和總反應方程式了解原電池原理在生產和生活中的應用1、某小組為研究電化學原理，設計如圖裝置。下列敘述不正確的是（）A．a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B．a和b用導線連接時，銅片上發生的反應為：Cu2++2e?===CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色D．a和b用導線連接時，SO42-向銅電極移動D【課堂專練】2.如下圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列說法正確的是(

)A.外電路的電流方向為：X→外電路→YB.若兩電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為ZnC.若兩電極都是金屬，則它們的活動性為X>YD.X極上發生的是還原反應，Y極上發生的是氧化反應C3.鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關敘述正確的是(

)A.銅電極上發生氧化反應B.電池工作一段時間后，甲池的c減小C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡C4.下圖所示原電池的鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液，電池工作一段時間后，甲燒杯中溶液顏色不斷變淺。下列敘述中正確的是（）b極是電池的正極B.甲燒杯中K＋經鹽橋流向乙燒杯C.甲燒杯中溶液的pH逐漸減小D.

電池的總反應離子方程式為：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2OD深拓1——原電池中的幾個方向①電子流向：原電池中電子由

流出，經導線流向

；兩極轉移電子數相等。②電流方向：電流方向與電子流向恰好相反，即由

經導線流向

。③離子移動方向：溶液中的陽離子向

移動，陰離子向

移動。負極氧化反應正極還原反應Ae-e-電子由負極流向正極陽離子移動方向陰離子移動方向負極正極正極負極正極負極深拓2——原電池中正負極的判斷原電池原理的應用1．加快氧化還原反應的速率(1)原理:在原電池中,氧化反應和還原反應分別在兩極進行,使溶液中粒子運動相互間的干擾減少,使反應速率增大.

(2)應用：實驗室用鋅與稀硫酸反應制氫氣時加入少量CuSO4溶液或常用粗鋅能使產生H2的速率加快.原因是粗鋅中的在雜質和鋅.稀硫酸形成原電池,加快了鋅的腐蝕,使產生H2的速率加快.原電池原理的應用D4.設計原電池的一般思路(1)將已知氧化還原反應拆分成兩個半反應氧化反應：還原劑－ne－===氧化產物

還原反應：氧化劑＋ne－===還原產物正極反應式＋負極反應式―→電池總反應式(2)根據總反應式并結合兩個半反應，找出正、負極材料及電解質溶液。①電極材料的選擇：選活潑性較強的金屬作負極，活潑性較弱的金屬或能導電的惰性材料作正極。②電解質溶液的選擇：電解質溶液一般要能與負極發生反應，可參照總反應式選擇電解質溶液。以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu為例。互動探究1.①在用鋅粒與稀鹽酸反應制取氫氣時,往往向反應液中滴加幾滴硫酸銅溶液,結果發現反應加快,這是什么原因?提示:因為鋅與銅離子發生置換反應生成了少量的銅單質,附在鋅的表面構成了銅鋅原電池,從而加快反應速率。②若純鋅與粗鋅(含Fe、C等)分別與同濃度的稀硫酸反應制取H2,哪種方法產生H2的速率快?提示:粗鋅。粗鋅中Zn、Fe、C與稀硫酸形成原電池,加快了反應速率。2.X、Y、Z、W四種金屬片進入稀鹽酸中,用導線連接,可以組成原電池,實驗結果如下圖所示:則四種金屬的活潑性由強到弱的順序為______________Z>Y>X>W活動性：Z

>Y活動性：Y

>X活動性：Z

>W活動性：X>W3.設計原電池裝置證明Fe3+的氧化性比Cu2+強。

(1)寫出能說明氧化性Fe3+大于Cu2+的離子方程式:______________。(2)若將上述反應設計成原電池,電極反應式為①負極:______________。②正極:_________________。2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+Cu-2e-====Cu2+2Fe3++2e-====2Fe2+(3)在框中畫出裝置圖,指出電極材料和電解質溶液:①不含鹽橋②含鹽橋

提煉歸納原電池的設計思路首先,把自發進行的氧化還原反應分解為氧化反應和還原反應兩個半反應,從而確定電極反應;其次,根據電極反應,確定電極材料和電解質溶液;最后,用導線連接構成閉合電路。(2)電池的電極材料必須能導電。①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池,鋅作負極,銅作正極。②金屬和非金屬。如鋅作負極,石墨棒作正極。③金屬和化合物。如鉛蓄電池,鉛塊作負極,PbO2作正極。④惰性電極。如氫氧燃料電池中,兩電極均可用Pt。電解質溶液一般要能夠與負極發生反應。但若是兩個半反應分別在兩個燒杯中進行,則左右兩個燒杯中的電解質溶液應與電極材料具有相同的陽離子。【規律方法】原電池的設計方法(1)找：找一個能夠自發進行的氧化還原反應，只有自發進行的氧化還原反應才能被設計成原電池。(2)拆：將氧化還原反應拆分為氧化反應和還原反應兩個半反應，分別作為負極和正極的電極反應，還原劑－ne－===氧化產物(負極電極反應)；氧化劑＋ne－===還原產物(正極電極反應)。(3)定：根據氧化還原反應中的還原劑和氧化劑確定原電池的負極和電解質溶液，正極一般選擇比負極活潑性差的金屬或能導電的非金屬。(4)畫：連接電路，形成閉合回路，畫出原電池示意圖。練1．根據下圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是(

)A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)A練2.X、Y、Z、W四種金屬片進入稀鹽酸中,用導線連接,可以組成原電池,實驗結果如下圖所示:則四種金屬的活潑性由強到弱的順序為_______________Z>Y>X>W練3.根據原電池工作原理，將下列氧化還原反應設計成原電池：2Fe3++2I-==2Fe2++I2要求：（1）分別寫出氧化反應和還原反應。（2）根據原電池構成要素，選擇合適的物質或材料，并畫出原電池的工作原理示意圖。（1）氧化反應：2I--2e-==I2還原反應：2Fe3++2e-===2Fe2+（2）（