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第六章 化学反应与能量变化
第1课时 原电池
化学反应与电能
学习目标
(1)能理解原电池的定义、工作原理;
(2)学会判断原电池正负极,能正确书写电极反应式;
(3)能辨析原电池构成要素;
(4)了解原电池的应用,学会设计简单原电池。
预习反馈
电的重要性
电灯
智能手机
充电公交汽车
家用电器
生活供电
了解电的来源
火力发电
核能发电
水力发电
风力发电
太阳能发电
了解电的来源
火力发电过程中的能量变化
电能
机械能
化学能
热能
燃料燃烧
蒸汽轮机
发电机
2015年我国发电总量构成图
2018年,中国发电总量占比世界发电总量的1/4;近阶段,火电仍然是中国发电的主要形式。
直接?
任务一 实验探究
铜片 锌片
操作 观察任务
实验1 分别将锌片和铜片插入稀硫酸溶液中 观察锌片与铜片上的现象
实验2 锌片和铜片插入稀硫酸溶液中,用导线连接 观察锌片与铜片上的现象
实验3 如图所示在锌片和铜片之间串联一个电流表 观察锌片与铜片上的现象?电流表上有何现象?注意电流表指针偏转方向
任务一 实验探究
实验操作 现象 结论或解释
实验1: 锌片上: 铜片上:
实验2: 锌片: 铜片:
实验3: 锌片上: 铜片上: 电流表:
有气泡
大量气泡
指针偏向铜
锌与稀硫酸反应生成氢气,而铜不反应
?
说明导线中有电流通过
无气泡
溶解
气泡
溶解
任务二 探究原电池的工作原理
提示:灵敏电流计指针指向正极端
1.定义:将化学能转化成电能的装置
2.工作原理:
正极
还原反应
外电路电子迁移:负→正
内电路离子迁移:阳离子→正极 阴离子→负极
负极
氧化反应
归纳判断正负极的常见方法
(1)两极材料:
(4)电流方向或电子流动方向:
(2) 电极反应:
(3)电极现象:
(5)离子移向:
一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应。
有金属溶解等现象的为负极;有气体产生、增重等现象的为正极。
电子流出、电流流入的是负极、电子流入、电流流出的是正极。
阴离子移向负极,阳离子移向正极
练习巩固 小试牛刀
电极反应:
负极:Zn - 2e- =Zn2+
正极:Cu2+ + 2e- =Cu
总反应:
Zn + Cu2+ =Cu + Zn2+
判断正负极,标出电子和离子移动方向,写出电极反应式和总反应式
Cu2+
e-
任务三 探究形成原电池的条件
判断下面装置是否构成原电池,并说明原因
①
②
③
④
⑤
⑥
×,两极相同
×,无自发氧化还原反应
×,未形成闭合回路
×,无电解质溶液
√
√
原电池的构成要素
负极氧化反应、正极还原反应
电极反应:
闭合回路
离子导体(如电解质):
内电路,实现离子定向迁移
电子导体(两个电极、导线):
外电路,实现电子定向转移
判断正误
(1) HCl+NaOH===NaCl+H2O是放热反应,可以设计成原电池。( )
(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中,电流表指针发生偏转。( )
(3)在铜 锌 稀硫酸原电池中,电子由锌极通过导线流向铜极,再由铜极
通过电解质溶液到达锌极。( )
(4)原电池中的两极一定都是金属( )
(5)原电池中阳离子向正极移动( )
×
×
×
×
√
任务四 原电池工作原理的简单应用
(1)加快氧化还原反应的速率
在原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中粒子 运动,相互间的干扰减小,使反应速率增大。
(2)比较金属的活动性强弱
原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。
举例:若两极金属为Fe和Cu,电解液为浓硝酸,则Cu为_______(填电极名称)
负极
(3)设计原电池
请根据反应 2Fe3+ + Fe = 3 Fe2+设计原电池,你有哪些可行方案
提示:先写出正负极电极反应,再选取负极、正极材料、电解质溶液等
(负极)Fe
负极反应: Fe -2e-=Fe2+
正极反应: 2Fe3++2e-=2Fe2+
负极材料:Fe
电解质溶液:含Fe3+的盐溶液
正极材料:比Fe更不活泼的金属或石墨等
课堂小结
导线
电解质溶液
负极材料
正极材料
电流方向
阳离子方向
阴离子方向
电子方向
自发的氧化还原反应
发生氧化反应
失去电子
发生还原反应
得到电子
传导电子
传导离子
课堂练习 链接高考(2022年乙卷)
(C)
巩固练习
把a、b、c、d 四种金属浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为( )
a、b相连、a为负极;
c、d相连,d上有气泡逸出;
a、c相连时,a质量减少;
b、d相连,b为正极。
A. a > c > d > b B. a > c > b > d
C. b > d > c > a D. a > b >c > d
活动性:a > b
活动性:c > d
活动性:a > c
活动性:d > b
活动性顺序由大到小
a > c > d > b
A