2018-2019年高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 4.1 原電池學(xué)案設(shè)計(jì) 新人教版選修4.docx

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第一節(jié)　原電池 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解雙液原電池的工作原理及構(gòu)成條件; 2.能正確書(shū)寫(xiě)原電池的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式; 3.掌握鹽橋的作用及工作原理。 復(fù)習(xí)回顧 1.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么? 2.將鋅片放入CuSO4溶液,在反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子能否形成電流?為什么? 3.怎樣才能使在氧化還原反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子形成電流呢? 課堂探究 一、原電池 1.定義:　。 2.構(gòu)成條件:　。 3.電極的判斷:　。 【練習(xí)1】判斷以下裝置能否構(gòu)成原電池,若能構(gòu)成,請(qǐng)指出原電池的正、負(fù)極。 【練習(xí)2】下面哪個(gè)反應(yīng)能夠設(shè)計(jì)成原電池? HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH<0 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2O(g)　ΔH>0 Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)　ΔH<0 請(qǐng)你利用下列反應(yīng)原理設(shè)計(jì)合理的原電池裝置,并完成下表: 【實(shí)驗(yàn)探究】Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)　ΔH<0 預(yù)期現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 　　思考: 1.理論上應(yīng)看到只在銅片上有大量氣泡產(chǎn)生,實(shí)際上鋅片上也有大量氣泡產(chǎn)生,這是什么原因?qū)е碌哪? 2.最終又會(huì)造成什么后果? 3.怎樣改進(jìn)才能避免鋅電極上產(chǎn)生氫氣,以延長(zhǎng)電池放電時(shí)間提高供電效率? 二、雙液原電池 1.鹽橋的作用是什么? 2.能用導(dǎo)線代替鹽橋嗎? 3.改進(jìn)后的原電池裝置有什么優(yōu)點(diǎn)? 4.你得到了什么啟示? 【練習(xí)3】寫(xiě)出右圖中原電池的電極反應(yīng)式及電池總反應(yīng)方程式。 負(fù)極:　。 正極:　。 電池總反應(yīng):　。 　　【練習(xí)4】鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí),陽(yáng)離子(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.移向Zn極 B.移向Cu極 C.和陰離子都移向Zn極 D.和陰離子都移向Cu極 【練習(xí)5】利用反應(yīng)Cu+2Ag+Cu2++2Ag設(shè)計(jì)一個(gè)能得到穩(wěn)定電流的原電池裝置,畫(huà)出裝置簡(jiǎn)圖,并標(biāo)注正、負(fù)電極及電解質(zhì)溶液。 隨堂檢測(cè) 　　1.關(guān)于右圖裝置的敘述,正確的是(　　) A.銅是負(fù)極,銅片上有氣泡產(chǎn)生 B.銅片質(zhì)量逐漸減少 C.電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片 D.氫離子在銅片表面被還原后生成H2 2.如圖,在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是(　　) A.外電路的電流方向?yàn)閄→外電路→Y B.若兩電極分別為Fe片和石墨棒,則X為石墨棒,Y為Fe片 C.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng),Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng) D.若兩電極都是金屬,則它們的活動(dòng)性強(qiáng)弱為X>Y 3.如圖所示裝置中,可觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn),M棒變粗,N棒變細(xì),由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì),符合的是(　　) M N P A 鋅 銅 稀硫酸 B 銅 鋅 稀鹽酸 C 銀 鋅 硝酸銀溶液 D 鋅 鐵 硝酸鐵溶液 　　　 4.按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若x軸表示流出負(fù)極的電子的物質(zhì)的量,則y軸可表示(　　) ①c(Ag+)?、赾(NO3-)　③a棒的質(zhì)量?、躡棒的質(zhì)量　⑤溶液的質(zhì)量 A.①③ B.③④ C.①②④ D.② 5.對(duì)于原電池的電極名稱(chēng),敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極 B.正極為電子流入的一極 C.比較不活潑的金屬為負(fù)極 D.電流流出的一極為正極 6.在如圖所示的裝置中,a的金屬活動(dòng)性比氫要強(qiáng),b為石墨棒,下列關(guān)于此裝置的敘述不正確的是(　　) A.石墨棒上有氣體放出,溶液pH變大 B.a是正極,b是負(fù)極 C.導(dǎo)線中有電子流動(dòng),電子從a極經(jīng)導(dǎo)線流向b極 D.a極上發(fā)生了氧化反應(yīng) 　　7.如圖所示,燒杯內(nèi)盛有濃硝酸,在燒杯中放入用銅線相連的鐵、鉛兩個(gè)電極,構(gòu)成原電池。已 知原電池停止工作時(shí),Fe、Pb都有剩余。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A.Fe比Pb活潑,始終作負(fù)極 B.Fe在濃硝酸中鈍化,始終不會(huì)溶解 C.電池停止工作時(shí),燒杯中生成了Fe(NO3)3 D.利用濃硝酸作電解質(zhì)溶液不符合“綠色化學(xué)”思想 8.原電池的電極名稱(chēng)不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說(shuō)法中不正確的是 (　　) A.由Al、Cu、稀硫酸組成原電池,其負(fù)極反應(yīng)為Al-3e-Al3+ B.由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池,其負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-AlO2-+2H2O C.由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池,其負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+ D.由Al、Cu、濃硝酸組成原電池,其負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+ 9.鋅銅原電池(如圖)工作時(shí),下列敘述正確的是(　　) A.正極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+ B.電池總反應(yīng)為Zn+Cu2+Zn2++Cu C.在外電路中,電流從負(fù)極流向正極 D.鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液 10.鋰電池是一代新型高能電池,它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視,目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)方程式為L(zhǎng)i+MnO2LiMnO2,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.Li是正極,電極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-Li+ B.Li是負(fù)極,電極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-Li+ C.MnO2是負(fù)極,電極反應(yīng)為MnO2+e-MnO2- D.Li是負(fù)極,電極反應(yīng)為L(zhǎng)i-2e-Li2+ 參考答案 復(fù)習(xí)回顧 1.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。 2.Cu附著在Zn表面,相當(dāng)于短路,反應(yīng)時(shí)有熱量放出(化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,得不到電流。 3.要使氧化還原反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子形成電流需構(gòu)成原電池。 課堂探究 一、 1.將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2.①有兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極; ②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中; ③兩極相連形成閉合電路; ④自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。 3.負(fù)極:電子流出,發(fā)生氧化反應(yīng),電流流入; 正極:電子流入,發(fā)生還原反應(yīng),電流流出。 【練習(xí)1】 【練習(xí)2】Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)　ΔH<0可以設(shè)計(jì)成原電池,即能自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)能夠設(shè)計(jì)成原電池。 【實(shí)驗(yàn)探究】 　　　 預(yù)期現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 鋅片溶解 鋅片溶解且鋅片上有氣泡產(chǎn)生 銅片上有氣泡產(chǎn)生 銅片上有氣泡產(chǎn)生 電流表指針偏轉(zhuǎn) 電流表指針偏轉(zhuǎn) 1.(1)可能是所用鋅片不純,在鋅片上形成無(wú)數(shù)微小原電池;(2)可能是鋅與稀硫酸直接接觸會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣。 2.能量轉(zhuǎn)化效率變低,不能提供穩(wěn)定電流。 3.(1)鋅片不與稀硫酸接觸;(2)仍能構(gòu)成原電池。 二、 1.(1)平衡電荷;(2)構(gòu)成閉合回路。 2.不能用導(dǎo)線代替鹽橋。 3.(1)避免了鋅和氫離子直接接觸,從而避免了能量損失提高電池效率,可以提供穩(wěn)定電流;(2)不工作時(shí),化學(xué)能不會(huì)自動(dòng)釋放。 4.得到的啟示:氧化劑和還原劑不直接接觸也能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 【練習(xí)3】Zn-2e-Zn2+　Cu+2e-Cu2+　Zn+Cu2+Zn2++Cu 【練習(xí)4】B 【練習(xí)5】 隨堂檢測(cè) 1.D　2.D　3.C　4.D　5.C　6.B　7.D　8.C　9.B　10.B