第四章第一節(jié) 原電池 學(xué)案

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第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)醛的結(jié)構(gòu)以及物理和化學(xué)性質(zhì)初步學(xué)會(huì)書寫相關(guān)反應(yīng)方程式。 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 溫故而知新1：如右圖回答問題： H2SO4 Cu Zn 1、定義：把 轉(zhuǎn)換為 的裝置。 2、寫出Zn片和Cu片上發(fā)生的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng) 負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)： 3、圖上注明外電路中的電子流向。 內(nèi)電路：陽(yáng)離子向_______極移動(dòng),陰離子向_______極移動(dòng)。 4、原電池反應(yīng)本質(zhì)： 反應(yīng)。 Zn Cuu CuSO4 ZnSO4 CuSO4 Zn Cu Zn C 酒精 溫故而知新2：判斷下列裝置能否形成原電池 Zn CuSO4 Zn 形成原電池的條件： 1、___________________________________________ 2、___________________________________________ 3、___________________________________________ 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 掌握構(gòu)成原電池的條件 2. 理解原電池的原理 3. 學(xué)會(huì)原電池的正負(fù)極及電極反應(yīng)式的書寫方法 學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：原電池的原理 二、學(xué)習(xí)過程 一、原電池 1、原電池的構(gòu)成條件 實(shí)驗(yàn)探究：Zn與Cu插入稀硫酸的現(xiàn)象與解釋（表1） 實(shí)驗(yàn)順序 金屬 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋 能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系 ①Zn、Cu單獨(dú)插入稀H2SO4溶液 Zn片 Cu片 ②Zn、Cu導(dǎo)線連接并連接靈敏電流表后插入稀H2SO4 Zn片 Cu片 電流表 （1）原電池的概念：將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。 （2）寫出上面原電池負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式和原電池總反應(yīng)。 負(fù)極（Zn）： 正極(Cu): 總反應(yīng)（離子方程式） 探究：以下裝置哪些能構(gòu)成原電池，哪些不能構(gòu)成原電池，并說明理由。 （3）構(gòu)成原電池的條件 ① 。 電極名稱： 極電子流向 ，發(fā)生反應(yīng) ，材料活潑性 極電子流向 ，發(fā)生反應(yīng) ，材料活潑性 ② 。 外電路：電子從 極流向 極，電流從 極流向 極。 內(nèi)電路：陰離子移向 極，陽(yáng)離子移向 極，電流從 極流向 極。 ③ 。 電解質(zhì)溶液作用： 。 ④ 。 2、原電池的工作原理 反應(yīng)過程中， 極失電子，發(fā)生 反應(yīng)，電子經(jīng)導(dǎo)線流向 極，電解質(zhì)溶液電離出的 離子在該極得電子，發(fā)生 反應(yīng)。 科學(xué)探究1： 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 Cu Zn CuSO4 觀察電流表指針有無偏轉(zhuǎn)，鋅片和銅片上有什么變化 Cu Zn CuSO4 觀察電流表指針有無偏轉(zhuǎn)，鋅片和銅片上有什么變化 科學(xué)探究2 ： 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ZnSO4 CuSO4 Zn Cu 將鋅片放入ZnSO4溶液，銅片放入CuSO4溶液，然后將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接起來，中間串一個(gè)電流表。 ZnSO4 CuSO4 Zn Cu 用一個(gè)充有電解質(zhì)溶液的鹽橋，將ZnSO4溶液和CuSO4溶液連接起來 新知識(shí)梳理： 分析：（1）比較這兩個(gè)裝置哪個(gè)能夠持久、高效的放電？ （2）裝置②中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： a、有鹽橋時(shí)電流計(jì)指針 b、鋅片逐漸 c、銅片 d、取出鹽橋后，電流計(jì)指針 （3）寫出裝置②中電極反應(yīng)式和原電池的總反應(yīng)。 （4）分析鹽橋的作用：① 。 ② 。 當(dāng)堂檢測(cè)： 1、把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬浸泡在稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池．若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，c為負(fù)極；a、c相連時(shí)，c為正極；b、d相連時(shí)，b為正極．則這四種金屬的活動(dòng)性順序由大到小為 　A．A＞b＞c＞d B．A＞c＞d＞b 　C．C＞a＞b＞d D．B＞d＞c＞a 2、如圖4—14所示的裝置能夠組成原電池且產(chǎn)生電流的是 3、用Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 +2 Ag設(shè)計(jì)原電池，畫出裝置圖，并寫出電極反應(yīng)式。 課后練習(xí)與提高 一、選擇題 1．下列各組成金屬和溶液，能組成原電池的是 ( ) A. Cu、Cu、稀硫酸 B. Zn、Cu、稀硫酸 C. Cu、Zn、酒精 D. Zn、Cu、CuSO4溶液 2．有a、b、c、d四種金屬。將a與b用導(dǎo)線聯(lián)接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將a、b分別投入等濃度鹽酸中， d比a反應(yīng)劇烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是 ( ) A. dcab B. dabc C. dbac D. badc 3．在稀硫酸中放入一塊鍍層嚴(yán)重?fù)p壞的白鐵片，放出氣體的速率是 ( ) A. 時(shí)快時(shí)慢 B.先慢后快 C. 先快后慢 D. 保持不變 4．將鐵片和銀片用導(dǎo)線連接置于同一稀鹽酸溶液中，并經(jīng)過一段時(shí)間后，下列各敘述正確的是 ( ) A. 負(fù)極有Cl-逸出，正極有H+逸出 B. 負(fù)極附近Cl-的濃度減小 C. 正極附近Cl-的濃度逐漸增大 D. 溶液中Cl-的濃度基本不變 5．把鐵釘和碳棒用銅線聯(lián)接后，浸入0.01 mol / L的食鹽溶液中，可能發(fā)生的現(xiàn)象是 ( ) A. 碳棒上放出氯氣 B. 碳棒近旁產(chǎn)生OH－ C. 碳棒上放出氧氣 D. 鐵釘上放出氫氣 E. 鐵釘被氧化 6．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是 ( ) A. 2H+＋2e－＝H2 B. Fe2+＋2e－＝Fe C. 2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ D. Fe3+＋e－＝Fe2+ 7．某原電池的總反應(yīng)是Zn ＋Cu2+ ＝Zn2+ ＋ Cu，該原電池的正確組成是 ( ) A. B. C. D. 正 極 Zn Cu Zn Cu 負(fù) 極 Cu Zn Cu Zn 電解質(zhì)溶液 CuCl2 CuCl2 ZnCl2 ZnCl2 8．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是 ( ) A. 2H+＋2e H2 B. 2H2O＋O2＋4e 4OH- C. Fe―2e Fe2+ D. 4OH-―4e 2H2O＋O2 9．等質(zhì)量的兩份鋅粉a和b，分別加入過量的稀硫酸中，a中同時(shí)加入少量CuSO4溶液，下列各圖中表示其產(chǎn)生氫氣總體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系正確的是 ( ) 10．氫氧燃料電池是一種污染小，效率高的新型化學(xué)電源，可應(yīng)用于航天器上。其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2H2 ＋O2 ＝ 2H2O 該電池的負(fù)極反應(yīng)式為可表示為 ( ) A. 2H+－4e－ ＝ 4H+ B. 4H+＋4e－ ＝ 2H2 C. 2H2O＋O2＋4e－ ＝ 4OH－ D. 4OH－－4e－ ＝ 2H2O＋O2 二、填空題 1．有人將鉑絲插入氫氧化鉀溶液中作電極，又在兩個(gè)極片上分別通入甲烷和氧氣則形成電池，從而設(shè)計(jì)出一種燃料電池。該電池中通甲烷的鉑絲為______極，發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________________________；該電池工作時(shí)（放電）的總化學(xué)方程式為__________________________________________；電池工作時(shí)溶液的pH值將（填“不變”、“變大”、“變小”）_____________。 2．有人設(shè)計(jì)以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起博器的能源。它依靠人體內(nèi)體液中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進(jìn)行工作。請(qǐng)寫出兩極反應(yīng)的方程式。 正極 ______________________________，負(fù)極 _________________________。 5