(共19张PPT)
第4章
第1节
原电池
高二化学选择性必修一（人教版）
核心素养发展目标
1.宏观辨识与微观探析：以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。
2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
3.科学态度与社会责任：掌握原电池原理的基本应用。
一、原电池的工作原理
原电池构成的条件：
Zn
+H2SO4
==ZnSO4
+H2可以设计成原电池吗？
①活泼性不同的两个电极
②电解质溶液或熔融电解质
③构成闭合回路
④自发的氧化还原反应。
2.盐桥原电池(或双液原电池)
原电池中盐桥的作用
(1)构成闭合回路，形成原电池。
(2)避免电极与电解质溶液直接反应，最大程度地将化学能转化为电能。
(3)盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使溶液保持电中性。
H2SO4溶液
盐桥：装有含琼脂的KCl饱和溶液
1.设计化学电池
理论上，任何自发的
氧化还原
反应都可以设计成原电池。
二、原电池原理的应用
设计原电池的方法思路
(1)根据原电池总反应式确定正、负极反应式。
(2)根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液。
(3)要形成闭合回路(可画出装置图)。
学习小结
二、原电池原理的应用
一、原电池原理
1.下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是
A.均发生了化学能转化为电能的过程
B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物
C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu
D.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
√
2.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是
A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极
B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C.铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑
D.取出盐桥后，检流计指针仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变
√
3.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A．a>b>c>d B．b>c>d>a
C．d>a>b>c
D．a>b>d>c
√
完成本节学案达标检测
课后作业
Homework
制作单位：济南市商河县第一中学
录制时间：
2020.10.29w第四章 化学反应与电能
第1课时 原电池的工作原理
高考资源网【教学目标】高考资源网
宏观辨识与微观探析：
以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理。
能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。
（二）变化观念与平衡思想：
1．进一步理解化学能与电能的相互转化.
2．认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
（三）科学态度与社会责任：
1.掌握原电池原理的基本应用。
【教学重点、难点】
原电池原理
【教学准备】
w学生准备：
1.复习氧化还原反应相关知识
2.回顾高一所学习的原电池内容
教师准备：
1.教学媒体、课件
2.仪器准备：原电池仪器、灵敏电流计盐桥、烧杯、玻璃棒、滤纸等。
3.药品准备：硫酸溶液、硫酸锌溶液、氯化钾溶液等。
【教学方法】
.自主学习、分组讨论、活动探究、动手实验
【教学过程】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
教师活动
学生活动
设计意图
播放关于锂电池的视频
观看视频
引入新课
【讲述】：锂电池在科研上取得显著成就，它在我们生活中也有广泛应用，比如手机、电脑中使用的电池就是锂电池，生活中还有各式各样的电池，由此可见，电池与我们的生活息息相关，为了让其更好的为生活服务，今天我们就来学习《原电池原理及应用》，了解原电池是如何工作的。板书：第一节
原电池一．原电池原理
观后思考，听讲
使学生初步认识化学反应的重要性
以铜锌原电池为例讲解工作原理锌失去电子变成锌离子，溶液中的铜离子得电子变成铜单质，氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生还原反应提问学生有关的实验现象，并引导学生回答电极反应式
学生回顾知识，结合教师的讲解积极回答实验现象。①电流表指针偏转②锌片溶解③铜片上有铜析出
以学生熟悉的化学反应为理论基础，便于学生接受知识
【提出问题】：构成原电池的条件是什么？【讲解】①活泼性不同的两个电极②电解质溶液或熔融电解质③构成闭合回路④自发的氧化还原反应
学生通过原理讲解和原电池装置图来回答问题
通过寻找构成原电池的条件，让学生对构成原电池的知识进行深化
【提出问题】：针对实验室制取氯气强调两点：Zn
+H2SO4
==ZnSO4
+H2可以设计成原电池吗？写出正负电极反应式并画原电池装置图
回答：可以构成原电池一名学生上黑板写出正负电极反应式并画出原电池装置图
通过分析实例，从而实现知识的迁移应用
【预测现象】：
该原电池装置能观察到什么实验现象？
学生回答：（1）电流计指针发生偏转（2）锌片溶解（因为实验时间较短，这个现象不好观察）（3）铜片上有气泡产生
通过分析原电池反应，让学生提高预测实验的能力
【实验操作】：
让学生利用实验仪器组装原电池装置并观察实验现象在实验过程中教师指导学生实验操作
学生通过观察实验现象，得出结论后派代表回答问题：（1）电流计指针发生偏转（2）锌片溶解（因为实验时间较短，这个现象不好观察）（3）锌片和铜片上均有气泡产生
通过进行实验提高学生实验能力，并通过实验发现问题进而引出下一步所要讲解的内容
【提出问题】：通过实验我们发现实际的实验现象和预测的实验现象并不相同，①这是什么原因造成的呢？②那一部分化学能转化成什么能量散失？③应该怎样能使化学能最大程度的转化为电能？
学生思考回答：由于锌与硫酸溶液直接接触，导致锌片上也有气泡产生，化学能转化为热能散失，让锌和硫酸不再接触
通过分析原因找到解决的办法，可以在一定程度上提高学生解决实际问题的能力
【讲解】为避免锌和硫酸接触，应选择两个池子来构成原电池装置。负极还是选择锌片；负极要插入的电解质溶液一般是与负极材料带有相同金属阳离子的可溶性盐溶液，两电极以导线相连。【提出问题】：①这样的装置构成原电池装置了吗？②怎样才能构成原电池？③正极材料及电解质溶液如何选择？
学生回答：不是原电池装置，因为没有构成闭合回路；应使用盐桥使两个池子构成闭合回路；正极材料可以选择铜片或者石墨电极，正极材料应该插入到稀硫酸的溶液中
进一步明确构成原电池的条件，必须要构成闭合回路，四个条件缺一不可
【讲解】：盐桥是一个装有饱和KCl的琼脂溶液，它可以起到构成闭合回路的作用【演示实验】：组装带有盐桥的原电池并连接灵敏电流计，插入盐桥观察现象，发现灵敏电流计指针偏转，说明构成了闭合回路【学生实验】：让学生利用现有装置组装带有盐桥的原电池并观察实验现象在实验过程中教师指导学生实验操作
学生小组实验：组装成带有盐桥的原电池后，只有在铜片上出现气泡
通过改变原电池装置，避免了化学能转化为热能造成的能量损失
【问题讨论】：盐桥的作用有哪些？给学生提示思考的方向
学生在老师提示下回答：①构成闭合回路，形成原电池。②避免电极与电解质溶液直接反应，最大程度地将化学能转化为电能。③盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使溶液保持电中性。
通过分析讨论，提高学生总结知识的能力
【提出问题】：
如何根据原电池原理来设计带有盐桥的原电池？依据氧化还原反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计有盐桥的原电池，写出正负电极反应式并画出原电池装置【讲解】分析氧化反应和还原反应，根据一般规则选择电解质溶液和电极材料，并构成闭合回路
学生上黑板书写正负电极反应式负极：Cu－2e－===Cu2＋正极：2Ag＋＋2e－===2Ag
通过分析讨论，让学生知道可以利用原电池原理来构成化学电源，进而引出下一个知识点的讲解
板书：二．原电池原理应用通过上一个例题的讲解，引出原电池原理的第一个应用：1.设计化学电源【讲解】设计原电池的方法思路①根据原电池总反应式确定正、负极反应式。②根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液。③要形成闭合回路(可画出装置图)。
学生认真听讲并对设计原电池的方法思路进行理解和记忆
让学生形成设计原电池的一般思路，把握一般规律，以不变应万变
【讲解】原电池原理的三个应用：2.比较金属活动性强弱一般是负极金属的活动性较强
，正极金属的活动性较弱【提出问题】：上述两个原电池中正负电极分别是？3.加快氧化还原反应的速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率
4.金属防护被防护的金属做原电池的正极
学生聆听思考，回答：第一个原电池装置中负极是镁片，正极是铝片；第二个原电池装置中负极是铝片，正极是镁片
引导学生形成具体问题具体分析的思维模式
【课堂小结】：本节课学习了化学反应原理和带盐桥的原电池，利用原理学习了如何设计原电池并总结正负电极的判断方法；知道了原电池原理的四个应用
学生回顾本节课所学内容
明确本节课的重点是原电池原理
【讲述】化学科学是一个充满魅力的世界，未来的领域等待你们去探索发现，希望以后大家能使化学更好的为人类生活服务
学生倾听
使学生体验化学反应对造福于人类的重要，激励学生投身化学的学习，树立正确的科学态度和社会责任
【实战演练】下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是A.均发生了化学能转化为电能的过程B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
学生思考，回答
及时检测，巩固本节课所学内容
【布置作业】
完成本节课学案达标检测
课后完成练习，进一步巩固本节课所学内容
【板书设计】
第1节
第1课时
原电池原理及应用
一．原电池原理
1.定义
2.正负电极反应
3.带有盐桥的原电池
二．原电池原理应用
1.设计化学电源
2.比较金属活动性
3.加快反应速率
4.金属防护
w.w.k.s《原电池》第一课时测评练习
1.下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是
A.均发生了化学能转化为电能的过程
B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物
C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu
D.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
解析：B
Cu做正极材料，只起导电作用，B错；这两个装置图均为原电池装置，均发生了化学能转化为电能，A正确；两装置中均为Zn做负极，Cu做正极，电子由Zn经导线流向Cu,C正确；有盐桥的原电池可以避免热量散失，提高能量利用率，D正确。
2.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是
A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极
B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C.铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑
D.取出盐桥后，检流计指针仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变
解析：A
Zn做负极，Cu做正极，电子由Zn流向Cu,A正确；阴离子向硫酸锌溶液迁移，B错；铜电极上发生Cu2+
+
2e-
===
Cu,C错；取出盐桥后，无法构成闭合回路，指针不偏转，铜电极反应前后质量增加，D错。
实验装置
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
部分实验现象
a极质量减小，b极质量增大
b上有气体产生，c上无变化
在导线中，电流从a极流向d极
3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象下：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A．a>b>c>d
B．b>c>d>a
C．d>a>b>c
D．a>b>d>c
解析：C [根据装置Ⅰ可确定活动性：a>b；根据装置Ⅱ可确定活动性：b>c；根据装置Ⅲ可确定活动性：d>a。]
4.某原电池总反应为2Fe3+＋2I-===
2Fe2+
＋
I2，写出该原电池中的正负电极反应式并画出带有盐桥的原电池装置。
负极反应式是________________________；
正极反应式是_________________________。先标总反应中的化合价，解析：找出氧化反应和还原反应，写出反应式，负极：2I-－2e－===I2；正极：2Fe3+
+
2e－===
2Fe2+
。
5．现有如下两个反应：
(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(B)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：________，____________________，____________；
若导线上转移电子1
mol，则正极质量增加________g，电解质溶液为________。
解析：(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行。
(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非金属；Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。
答案：(1)(A)不能，(B)可以 (2)(A)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(任选一) 2Ag＋＋2e－===2Ag 还原反应 108 AgNO3溶液
