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2011—2012学年化学鲁科版选修4同步教学案--第1章化学反应与能量转化（5份）

※基本信息※
- 资料类型：教(学)案
- 教材版本：不限
- 适用学校：不限
- 所需点数：1点
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- 更新时间：2011-09-06 07:46:24
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※资料简介※
第3节化学能转化为电能——电池　　　　　　　　　　　　
第1课时　原电池的工作原理

[目标要求]　1.了解原电池的工作原理。2.能写出原电池的电极反应式和反应方程式。

一、原电池
1．原电池定义：将化学能转变为电能的装置。
2．实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能。
3．简单原电池的构成条件
①活泼性不同的两个电极，
②电解质溶液，
③形成闭合回路，
④能自发进行的氧化还原反应。
二、原电池的工作原理
工作原理：利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。
以铜锌原电池为例：
1．在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失电子，形成Zn2＋进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片；
CuSO4溶液中，Cu2＋从铜片上得电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上。
锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn―→Zn2＋＋2e－；
铜为正极，发生还原反应，电极反应式为：Cu2＋＋2e－―→Cu。
总反应式为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，反应是自发进行的。
2．闭合回路的构成：
外电路：电子从负极到正极，电流从正极到负极；
内电路：溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液，阳离子移向CuSO4溶液。
3．盐桥

盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。当其存在时，随着反应的进行，Zn棒中的Zn原子失去电子成为Zn2＋进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2＋过多，带正电荷。Cu2＋获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2＋过少，SO2－4过多，溶液带负电荷。当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的继续进行。盐桥的存在就避免了这种情况的发生，其中Cl－向ZnSO4溶液迁移，K＋向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。

知识点一　原电池
1．下列装置中能构成原电池产生电流的是(　　)

答案　B
解析　A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池的构成条件，两电极发生的反应分别是Zn―→Zn2＋＋2e－，2H＋＋2e－―→H2↑；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。
2．下列装置中，属于原电池的是(　　)

答案　D
解析　利用组成原电池的条件分析；A项两电极相同；B项酒精为非电解质；C项缺少盐桥；E项有外加电源，只有D项符合。
知识点二　原电池原理
3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(　　)

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速率甲比乙慢
答案　C
解析　因乙杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，A、B皆错；因甲烧杯中Zn、Cu用导线连接后构成原电池，加快了Zn的溶解，故D错；又因两杯中的Zn都能与稀H2SO4反应产生H2而消耗H＋，故C正确。
4．下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是(　　)

NO.：28　　Date：2009.11.8实验后的记录：①Zn为正极，Cu为负极。②H＋向负极移动。③电子流动方向Zn―→Cu。④Cu极上有H2产生。⑤若有1 mol电子流过导线，　则产生H2为0.5 mol。⑥正极的电极反应式为Zn―→Zn2＋＋2e－。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
答案　B
解析　本题考查了Zn、Cu和稀H2SO4构成的原电池的基本工作原理。Zn比Cu活泼，Zn为负极，电极反应式为Zn―→Zn2＋＋2e－，Cu为正极，电极反应式为2H＋＋2e－―→H2↑，每转移1 mol电子，产生H2 0.5 mol，电子由Zn流出，经导线流向Cu，溶液中H＋向正极移动，SO2－4向负极移动，故选B。
5．把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为(　　)
A．A>B>C>D B．A>C>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A
答案　C
解析　金属组成原电池，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极。负极被氧化，质量减轻，正极发生还原反应，有物质析出，由题意得活动性A>B、A>C、C>D、D>B，故正确答案为C。
知识点三　原电池应用
6．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反
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