4.1课时1原电池
图片预览
文档简介
课时1 原电池
1. 了解原电池工作原理，能设计简单的双液电池。
2. 能正确书写原电池的电极反应方程式及总反应方程式。
1. 利用提供的试剂和仪器，设计简单的单液原电池，探寻原电池放电时的一般规律。
仪器和试剂：电流表、烧杯、电线、锌片、铜片、铁片、碳棒、稀硫酸、NaOH溶液、NaCl溶液、CuSO4溶液、乙醇
(1) 画出三幅你所设计的单液原电池装置图，装置不与活动一的子活动2中的装置重复。
(2) 设计原电池，需要哪些材料或试剂？要产生电流，还需要满足什么条件？
(3) 如何用实验的方法确定正、负极？当使用活泼性不同的电极时，判断正、负极的一般规律是什么？
2. 写出下列三幅原电池装置图的电极反应式和总反应方程式。
图1 图2 图3
1. 搭建如活动一的子活动2中图1所示的原电池装置，观察铁片表面的现象，该现象产生的原因是什么，它对电池的使用效率会产生什么影响？
2. 搭建如图4所示装置，该装置能产生电流吗，为什么？
图4
3. 如将图4所示的装置改成图5所示的装置，能产生电流吗？盐桥(装有KCl的琼脂)的作用是什么？ 盐桥中的离子向什么方向移动？
图5
4. 如果将活动一的子活动2中图1、图2的原电池装置称为单液电池，则活动二的子活动3中图5的原电池装置称为双液电池，根据观察到的实验现象，分析双液电池相比单液电池的优点。
活动三：设计简单的双液原电池装置
1. 不改变电极反应和总反应，将活动一子活动2中图1所示的装置改为带盐桥的双液原电池，画出电池装置图，标明电极材料和电解质溶液。
2. 利用反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，设计一个原电池装置。
(1) 在下图方框中画出两种原电池装置图，标明电极材料和电解质溶液。
(2) 写出电极反应式。
负极：______________________________________。
正极：______________________________________。
1. 如图所示为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是( )
A. 铜片作正极
B. 锌片的质量逐渐增加
C. 电子从铜片流向锌片
D. 铜片上没有气泡，锌片上有气泡
2. 用铜片、银片、CuSO4溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
3. 现有a、b、c、d四种金属片，当a、b相连浸入稀硫酸时，b极上有气泡产生；c、d相连浸入稀硫酸时，导线中电子方向由d到c；b、d相连浸入硫酸铜溶液时，d极上有铜析出。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A. a>b>d>c B. c>d>b>a
C. a>b>c>d D. d>b>c>a
4. 下列装置的导线中，能产生电流的是________(填序号)。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
5. 现有如下两个反应：
Ⅰ. NaOH＋HCl===NaCl＋H2O Ⅱ. Cu＋2Ag＋===Cu2+＋2Ag
(1) 根据两反应本质，判断能否设计成原电池：__________________________。
(2) 如果不能，说明其原因：__________________________________________。
(3) 如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：
负极：________，________________________，______________。
正极：________，________________________，______________。
该原电池中电解质溶液为____________，若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加________g。
6. 如右图所示，某研究性学习小组探究以镁条、铝片为电极，分别以稀盐酸、NaOH稀溶液为电解质溶液构成原电池。
(1) 若以稀盐酸为电解质溶液，电表指针向右偏转。写出电极反应式和电池总反应式。
(2) 若以NaOH稀溶液为电解质溶液，刚开始，电表指针向右偏转，镁条作负极；但随后很快指针向左偏转，镁条表面有极少量的气泡产生。
①开始阶段，负极发生的反应是____________________。
②随后阶段，铝片发生的电极反应式是____________________；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，请写出镁电极发生的主要反应的电极反应式：_______________________________________________。
课时1 原电池
【活动方案】
活动一：
1 (1)
(2) 活泼性不同的电极材料、离子导体(电解质溶液)、电子导体(导线)。要形成闭合回路。
(3) 可以用电流表或电压表测定。电流流出(电子流进)的一极是正极，电流流进(电子流出)的一极是负极；电势高的一极是正极，电势低的一极是负极。通常活泼性强的电极材料作负极，活泼性弱的电极材料作正极。
2 图1：负极：Fe－2e－===Fe2+
正极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑
图2：负极：Zn－2e－===Zn2+
正极：Cu2+＋2e－===Cu
总反应Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu
图3：负极：Fe－2e－===Fe2+
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
活动二：
1 铁片表面有气泡产生，原因是铁与硫酸直接发生反应，电池的使用效率会降低。
2 不能产生电流，因为内电路(溶液内部)中离子无法定向迁移，形成电流。
3 可以形成电流。盐桥是内电路中离子移动的通道。阳离子(K＋)移向正极，阴离子(Cl－)移向负极。
4 可以防止负极直接接触氧化剂发生反应，有利于提高电池使用效率。
活动三：
1
2 (1)
(说明：正极材料除石墨外，还可以用银、金、铂等)
(2) Cu－2e－===Cu2+
Fe3+＋e－===Fe2+
【课堂反馈】
1 A 2 C 3 A
4 ①②④
5 (1) Ⅰ不能，Ⅱ可以
(2) Ⅰ为非氧化还原反应，没有电子转移
(3) Cu Cu－2e－===Cu2+ 氧化反应
碳棒、Ag、Pt、Au(任填一种) Ag＋＋e－===Ag 还原反应 AgNO3溶液 108
6 (1) 正极：2H＋＋2e－===H2↑
负极：Mg－2e－===Mg2+
Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑
(2) ①Mg＋2OH――2e－===Mg(OH)2
②Al＋4OH――3e－===[Al(OH)4]－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
1. 了解原电池工作原理，能设计简单的双液电池。
2. 能正确书写原电池的电极反应方程式及总反应方程式。
1. 利用提供的试剂和仪器，设计简单的单液原电池，探寻原电池放电时的一般规律。
仪器和试剂：电流表、烧杯、电线、锌片、铜片、铁片、碳棒、稀硫酸、NaOH溶液、NaCl溶液、CuSO4溶液、乙醇
(1) 画出三幅你所设计的单液原电池装置图，装置不与活动一的子活动2中的装置重复。
(2) 设计原电池，需要哪些材料或试剂？要产生电流，还需要满足什么条件？
(3) 如何用实验的方法确定正、负极？当使用活泼性不同的电极时，判断正、负极的一般规律是什么？
2. 写出下列三幅原电池装置图的电极反应式和总反应方程式。
图1 图2 图3
1. 搭建如活动一的子活动2中图1所示的原电池装置，观察铁片表面的现象，该现象产生的原因是什么，它对电池的使用效率会产生什么影响？
2. 搭建如图4所示装置，该装置能产生电流吗，为什么？
图4
3. 如将图4所示的装置改成图5所示的装置，能产生电流吗？盐桥(装有KCl的琼脂)的作用是什么？ 盐桥中的离子向什么方向移动？
图5
4. 如果将活动一的子活动2中图1、图2的原电池装置称为单液电池，则活动二的子活动3中图5的原电池装置称为双液电池，根据观察到的实验现象，分析双液电池相比单液电池的优点。
活动三：设计简单的双液原电池装置
1. 不改变电极反应和总反应，将活动一子活动2中图1所示的装置改为带盐桥的双液原电池，画出电池装置图，标明电极材料和电解质溶液。
2. 利用反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，设计一个原电池装置。
(1) 在下图方框中画出两种原电池装置图，标明电极材料和电解质溶液。
(2) 写出电极反应式。
负极：______________________________________。
正极：______________________________________。
1. 如图所示为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是( )
A. 铜片作正极
B. 锌片的质量逐渐增加
C. 电子从铜片流向锌片
D. 铜片上没有气泡，锌片上有气泡
2. 用铜片、银片、CuSO4溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
3. 现有a、b、c、d四种金属片，当a、b相连浸入稀硫酸时，b极上有气泡产生；c、d相连浸入稀硫酸时，导线中电子方向由d到c；b、d相连浸入硫酸铜溶液时，d极上有铜析出。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A. a>b>d>c B. c>d>b>a
C. a>b>c>d D. d>b>c>a
4. 下列装置的导线中，能产生电流的是________(填序号)。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
5. 现有如下两个反应：
Ⅰ. NaOH＋HCl===NaCl＋H2O Ⅱ. Cu＋2Ag＋===Cu2+＋2Ag
(1) 根据两反应本质，判断能否设计成原电池：__________________________。
(2) 如果不能，说明其原因：__________________________________________。
(3) 如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：
负极：________，________________________，______________。
正极：________，________________________，______________。
该原电池中电解质溶液为____________，若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加________g。
6. 如右图所示，某研究性学习小组探究以镁条、铝片为电极，分别以稀盐酸、NaOH稀溶液为电解质溶液构成原电池。
(1) 若以稀盐酸为电解质溶液，电表指针向右偏转。写出电极反应式和电池总反应式。
(2) 若以NaOH稀溶液为电解质溶液，刚开始，电表指针向右偏转，镁条作负极；但随后很快指针向左偏转，镁条表面有极少量的气泡产生。
①开始阶段，负极发生的反应是____________________。
②随后阶段，铝片发生的电极反应式是____________________；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，请写出镁电极发生的主要反应的电极反应式：_______________________________________________。
课时1 原电池
【活动方案】
活动一：
1 (1)
(2) 活泼性不同的电极材料、离子导体(电解质溶液)、电子导体(导线)。要形成闭合回路。
(3) 可以用电流表或电压表测定。电流流出(电子流进)的一极是正极，电流流进(电子流出)的一极是负极；电势高的一极是正极，电势低的一极是负极。通常活泼性强的电极材料作负极，活泼性弱的电极材料作正极。
2 图1：负极：Fe－2e－===Fe2+
正极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑
图2：负极：Zn－2e－===Zn2+
正极：Cu2+＋2e－===Cu
总反应Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu
图3：负极：Fe－2e－===Fe2+
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
活动二：
1 铁片表面有气泡产生，原因是铁与硫酸直接发生反应，电池的使用效率会降低。
2 不能产生电流，因为内电路(溶液内部)中离子无法定向迁移，形成电流。
3 可以形成电流。盐桥是内电路中离子移动的通道。阳离子(K＋)移向正极，阴离子(Cl－)移向负极。
4 可以防止负极直接接触氧化剂发生反应，有利于提高电池使用效率。
活动三：
1
2 (1)
(说明：正极材料除石墨外，还可以用银、金、铂等)
(2) Cu－2e－===Cu2+
Fe3+＋e－===Fe2+
【课堂反馈】
1 A 2 C 3 A
4 ①②④
5 (1) Ⅰ不能，Ⅱ可以
(2) Ⅰ为非氧化还原反应，没有电子转移
(3) Cu Cu－2e－===Cu2+ 氧化反应
碳棒、Ag、Pt、Au(任填一种) Ag＋＋e－===Ag 还原反应 AgNO3溶液 108
6 (1) 正极：2H＋＋2e－===H2↑
负极：Mg－2e－===Mg2+
Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑
(2) ①Mg＋2OH――2e－===Mg(OH)2
②Al＋4OH――3e－===[Al(OH)4]－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－