2018-2019年高中化學 第四章 電化學基礎 4.1 原電池學案設計 新人教版選修4.docx

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第一節(jié)　原電池 學習目標 1.了解雙液原電池的工作原理及構成條件; 2.能正確書寫原電池的電極反應式和電池總反應方程式; 3.掌握鹽橋的作用及工作原理。 復習回顧 1.氧化還原反應的本質是什么? 2.將鋅片放入CuSO4溶液,在反應過程中轉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過程中轉移的電子形成電流呢? 課堂探究 一、原電池 1.定義:　。 2.構成條件:　。 3.電極的判斷:　。 【練習1】判斷以下裝置能否構成原電池,若能構成,請指出原電池的正、負極。 【練習2】下面哪個反應能夠設計成原電池? 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 請你利用下列反應原理設計合理的原電池裝置,并完成下表: 【實驗探究】Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)　ΔH<0 預期現(xiàn)象 實驗現(xiàn)象 　　思考: 1.理論上應看到只在銅片上有大量氣泡產生,實際上鋅片上也有大量氣泡產生,這是什么原因導致的呢? 2.最終又會造成什么后果? 3.怎樣改進才能避免鋅電極上產生氫氣,以延長電池放電時間提高供電效率? 二、雙液原電池 1.鹽橋的作用是什么? 2.能用導線代替鹽橋嗎? 3.改進后的原電池裝置有什么優(yōu)點? 4.你得到了什么啟示? 【練習3】寫出右圖中原電池的電極反應式及電池總反應方程式。 負極:　。 正極:　。 電池總反應:　。 　　【練習4】鋅銅原電池產生電流時,陽離子(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 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5】利用反應Cu+2Ag+Cu2++2Ag設計一個能得到穩(wěn)定電流的原電池裝置,畫出裝置簡圖,并標注正、負電極及電解質溶液。 隨堂檢測 　　1.關于右圖裝置的敘述,正確的是(　　) A.銅是負極,銅片上有氣泡產生 B.銅片質量逐漸減少 C.電流從鋅片經導線流向銅片 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線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,關于該裝置的下列說法正確的是(　　) A.外電路的電流方向為X→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,Y極上發(fā)生的是氧化反應 D.若兩電極都是金屬,則它們的活動性強弱為X>Y 3.如圖所示裝置中,可觀察到電流表指針偏轉,M棒變粗,N棒變細,由此判斷下表中所列M、N、P物質,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.按下圖裝置進行實驗,若x軸表示流出負極的電子的物質的量,則y軸可表示(　　) ①c(Ag+)　②c(NO3-)　③a棒的質量?、躡棒的質量?、萑芤旱馁|量 A.①③ B.③④ C.①②④ D.② 5.對于原電池的電極名稱,敘述錯誤的是(　　) A.發(fā)生氧化反應的一極為負極 B.正極為電子流入的一極 C.比較不活潑的金屬為負極 D.電流流出的一極為正極 6.在如圖所示的裝置中,a的金屬活動性比氫要強,b為石墨棒,下列關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是負極 C.導線中有電子流動,電子從a極經導線流向b極 D.a極上發(fā)生了氧化反應 　　7.如圖所示,燒杯內盛有濃硝酸,在燒杯中放入用銅線相連的鐵、鉛兩個電極,構成原電池。已 知原電池停止工作時,Fe、Pb都有剩余。下列有關說法正確的是(　　) A.Fe比Pb活潑,始終作負極 B.Fe在濃硝酸中鈍化,始終不會溶解 C.電池停止工作時,燒杯中生成了Fe(NO3)3 D.利用濃硝酸作電解質溶液不符合“綠色化學”思想 8.原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質有關,也與電解質溶液有關。下列說法中不正確的是 (　　) A.由Al、Cu、稀硫酸組成原電池,其負極反應為Al-3e-Al3+ B.由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池,其負極反應式為Al-3e-+4OH-AlO2-+2H2O C.由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池,其負極反應式為Cu-2e-Cu2+ D.由Al、Cu、濃硝酸組成原電池,其負極反應式為Cu-2e-Cu2+ 9.鋅銅原電池(如圖)工作時,下列敘述正確的是(　　) A.正極反應為Zn-2e-Zn2+ B.電池總反應為Zn+Cu2+Zn2++Cu C.在外電路中,電流從負極流向正極 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方程式為Li+MnO2LiMnO2,下列說法正確的是(　　) A.Li是正極,電極反應為Li-e-Li+ B.Li是負極,電極反應為Li-e-Li+ C.MnO2是負極,電極反應為MnO2+e-MnO2- D.Li是負極,電極反應為Li-2e-Li2+ 參考答案 復習回顧 1.氧化還原反應的本質是電子的轉移。 2.Cu附著在Zn表面,相當于短路,反應時有熱量放出(化學能轉變?yōu)闊崮?,得不到電流。 3.要使氧化還原反應過程中轉移的電子形成電流需構成原電池。 課堂探究 一、 1.將化學能轉化為電能的裝置。 2.①有兩個活動性不同的電極; ②電極材料均插入電解質溶液中; ③兩極相連形成閉合電路; ④自發(fā)進行的氧化還原反應。 3.負極:電子流出,發(fā)生氧化反應,電流流入; 正極:電子流入,發(fā)生還原反應,電流流出。 【練習1】 【練習2】Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)　ΔH<0可以設計成原電池,即能自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應能夠設計成原電池。 【實驗探究】 　　　 預期現(xiàn)象 實驗現(xiàn)象 鋅片溶解 鋅片溶解且鋅片上有氣泡產生 銅片上有氣泡產生 銅片上有氣泡產生 電流表指針偏轉 電流表指針偏轉 1.(1)可能是所用鋅片不純,在鋅片上形成無數(shù)微小原電池;(2)可能是鋅與稀硫酸直接接觸會發(fā)生化學反應而產生氫氣。 2.能量轉化效率變低,不能提供穩(wěn)定電流。 3.(1)鋅片不與稀硫酸接觸;(2)仍能構成原電池。 二、 1.(1)平衡電荷;(2)構成閉合回路。 2.不能用導線代替鹽橋。 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,化學能不會自動釋放。 4.得到的啟示:氧化劑和還原劑不直接接觸也能發(fā)生化學反應。 【練習3】Zn-2e-Zn2+　Cu+2e-Cu2+　Zn+Cu2+Zn2++Cu 【練習4】B 【練習5】 隨堂檢測 1.D　2.D　3.C　4.D　5.C　6.B　7.D　8.C　9.B　10.B