
1.認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。2.了解原電池的工作原理,能設計簡單的原電池 。
1.以鋅銅原電池為例,通過從宏觀和微觀的角度,分析理解原電池的工作原理,正確判斷原電池的正極和負極,書寫其電極反應式。培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”的學科素養(yǎng)。2.通過理解化學能與電能的相互轉化,認識從簡單原電池發(fā)展到帶有鹽橋原電池的過程變化,并能理解帶有鹽橋原電池的實用性。培養(yǎng)學生“變化觀念與平衡思想”的學科素養(yǎng)。3.通過對鋅銅原電池工作原理的分析,建立對電化學過程的系統(tǒng)分析思路,提高學生對電化學本質的認識。培養(yǎng)學生“證據推理與模型認知”的學科素養(yǎng)。
Zn-2e-=Zn2+
原電池總反應:Zn+2H+=Zn2++H2↑
2H++2e-=H2↑
通過必修二的學習,我們已經知道,將鋅片、銅片置于稀硫酸中并以導線連接起來組成原電池,可以獲得電流。
由于這種原電池中氧化反應與還原反應并沒有完全隔開,如鋅與其接觸的稀硫酸發(fā)生反應,電流會逐漸衰減。
Zn-Cu-CuSO4電池
分析:“鋅片表面附著紅色固體,電流逐漸衰減” 的原因。
Zn與Cu2+直接接觸發(fā)生反應,Zn片、附著在Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原電池,促進了Cu在鋅片表面析出。
轉移的電子沒有經過導線,電流逐漸衰減
思考討論:那么我們應該如何對該電池優(yōu)化呢?
解決問題的關鍵:還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸
現象:電流表指針不偏轉
為什么沒有電流?該如何解決?
鹽橋:裝有含KCl飽和溶液的瓊膠,Cl-、K+可在其中自由移動。
兩個溶液間缺少離子導體,無法形成閉合回路。
有鹽橋存在時,電流表指針偏轉取出鹽橋,電流表指針不再偏轉
隨著時間的延續(xù),能產生持續(xù)穩(wěn)定的電流
鹽橋的作用:1、連通內電路,形成閉合回路2、平衡電荷,保持溶液的電中性,從而使原電池不 斷地產生電流
負極:Zn - 2e- = Zn2+
正極:Cu2+ + 2e- = Cu
鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液
鹽橋中的Cl-會移向ZnSO4溶液
1. 雙液原電池工作原理
2. 構成原電池的四要素模型
電極反應 電極材料 離子導體 電子導體
電極反應物 電極材料
電極反應物 離子導體
Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+
(1)明確兩極反應:負極:Cu-2e-=Cu2+;正極:2Ag++2e-=2Ag) (2)選擇電極材料:負極材料一般為失電子的物質,如Cu,正極材料一般為導電且活潑性較差的物質,如C、Ag等。
(3)選擇電解質溶液:不含鹽橋:參與正極反應的為氧化劑,如AgNO3含鹽橋:負極溶液一般為含負極金屬離子,如Cu2+、正極溶液為參與正極反應的氧化劑,如AgNO3)(4)畫裝置圖:注明電極材料和溶液成分
設計原電池的思路(以Cu與AgNO3反應為例)
如圖所示原電池的有關敘述不正確的是( )A.電子沿導線由Cu片流向Ag片B.正極的電極反應式是Ag++e-=AgC.Cu片上發(fā)生氧化反應,Ag片上發(fā)生還原反應D.反應時鹽橋中的陽離子移向Cu(NO3)2溶液
如圖所示原電池的鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液,電池工作一段時間后,甲燒杯中溶液顏色不斷變淺。下列敘述中正確的是( )A.b極是電池的正極B.甲燒杯中K+經鹽橋流向乙燒杯C.甲燒杯中溶液的pH逐漸減小D.電池的總反應離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
如圖所示原電池工作時,右池中Y2O72-轉化為Y3+。下列敘述正確的是( )A.左池中電極反應式:X4++2e-= X2+B.每消耗1 ml Y2O72-轉移3 ml電子C.左池中陰離子數目增加D.改變右池溶液的c(H+),電流強度不變
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