资源简介

原电池教案
一、教学目的
了解原电池的组成及其工作原理，通过实验来检验并且探查原电池的组成及其工作原理。了解几种重要的常见的原电池。
二、教学重点
重点突出介绍原电池的组成与工作原理，常见的原电池的举例是必不可少的。
三、教学难点
对于原电池内电流指针与电子移动方向的理解，原电池的原理的理解是本节课的难点。
四、教学方法
课题讲授、案例分析
五、教学用具
简单的原电池组成物件，多媒体设备
六、教学过程设计
1、原电池的概念 将化学能变成电能的的装置叫做原电池
2、原电池的工作原理 （以伏打电池 Zn－酸原电池为例说明）
工作原理：
（－）负极：锌片 Zn － 2e－ ＝ Zn2+（氧化）
电子从锌片流出→经导线→用电器→流入铜片
（＋）正极：铜片 2H+ ＋ 2e－ ＝ H2↑（还原）
电解质溶液中，SO42-、OH- 向负极（锌片）迁移，Zn2+、H+ 向正极（铜片）迁移，形成电流。
总反应（电池反应）：Zn ＋H2SO4 ＝ ZnSO4＋ H2↑
（离子反应） Zn ＋ 2H+＝ Zn2+ ＋ H2↑
从上述原电池的工作原理看，原电池是一种把化学能转化为电能的装置；其实质是将一个自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的两个电极上发生，使反应中的电子通过电路转移定向流动形成电流。在原电池的外电路（含用电器）中，通过电子的定向流动（从负极流向正极）形成电流；在原电池的内电路（电解质溶液）中，通过阴阳离子的定向迁移（阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移）形成电流；在电极和电解质溶液之间的界面上通过发生氧化反应和还原反应形成电流。
3、原电池的组成、结构
负极 － 电子流出的电极（失去电子、化合价升高、发生氧化反应的电极），一般由较活泼的金属单质、或易失去电子的非金属单质、或易失去电子的化合物担任。
正极 － 电子流进（流入）的电极（得到电子、化合价降低、发生还原反应的电极），一般由较不活泼的金属、或金属氧化物、或易得到电子的化合物、或惰性电极（Au、Pt、C等）担任。
电解质溶液中，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移。
电流的方向为正电荷移动的方向（与电子的流动方向相反）。
4、原电池的构成条件：
首要前提（反应本质） —— 自发进行的氧化还原反应
其次：⑴ 两个活动性不同的电极
⑵ 电解质溶液（电极要浸入电解质溶液中）
⑶ 构成闭合回路（直接接触或用导线连接）
5、几种重要的化学原电池的表示方法及其化学原理的分析
⑴ （－）Zn │H2SO4（aq）│Cu （＋） （伏打电池 锌酸电池）
电极反应： （－）负极 锌片 Zn － 2e－ ＝ Zn2＋(aq) （氧化）
（＋）正极 铜片 2H＋ ＋ 2e－ ＝ H2↑ （还原）
总反应（电池反应）： Zn ＋ H2SO4 ＝ ZnSO4 ＋ H2↑
（离子反应） Zn ＋ 2H＋ ＝ Zn2＋ ＋ H2↑
⑵ （－）Zn│ZnSO4(aq)‖CuSO4 (aq) │Cu（＋） （高效铜锌电池 铜锌盐桥电池）
电极反应： （－）负极 锌片 Zn － 2e－ ＝ Zn2＋(aq) （氧化）
（＋）正极 铜片 Cu2＋ ＋ 2e－ ＝ Cu （还原）
总反应（电池反应）： Zn ＋ CuSO4 ＝ Cu ＋ ZnSO4
（离子反应） Zn ＋ Cu2＋ ＝ Zn2＋ ＋ Cu
⑶ （－）Zn │NH4Cl糊精│MnO2│C （＋） （锌锰电池 干电池）
电极反应： （－）负极（锌筒） Zn － 2e－ ＝ Zn2＋(aq) （氧化）
（＋）正极（碳棒外套铜帽） 2NH4＋ ＋ 2e－ ＝ 2NH3 ＋ H2↑ （还原）
2MnO2 ＋ H2 ＝ Mn2O3 ＋ H2O
总反应（电池反应）： Zn ＋ 2NH4＋ ＋ 2MnO2 ＝ Zn2＋ ＋ 2NH3 ＋ Mn2O3 ＋ H2O
思考与习题
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
　　1．在图中的8个装置中，属于原电池的是 (　　)
　　A．①②③⑤⑧　　　　　　 B．③④⑥⑦
　　C．④⑤⑥⑦ D．③⑤⑦
　　【答案】　D
　　2．在理论上不能用于设计原电池的化学反应是 (　　)
　　A．H2SO4(aq)＋BaCl2(aq)＝2HCl(aq)＋BaSO4(s)　ΔH＜0
　　B．2CH3OH(l)＋3O2(g)―→2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＜0
　　C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s)　ΔH＜0
　　D．3Cu(s)＋8HNO3(aq)＝3Cu(NO3)2(aq)＋2NO(g)＋4H2O(l)　ΔH＜0
　　【答案】　A
　　3．某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是(　　)
　　正极 负极 电解质溶液
　　A Cu Zn HCl
　　B Zn Cu CuSO4
　　C Cu Zn CuSO4
　　D Cu Zn ZnCl2
　　【解析】　设计原电池时，总反应式中化合价升高的金属作负极，正极选择比负极金属活泼性弱的金属或碳棒，总反应式中与负极金属反应的物质作电解质。
　　【答案】　C
　　4．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(　　)
　　A．正极附近的SO浓度逐渐增大
　　B．电子通过导线由铜片流向锌片
　　C．正极有O2逸出
　　D．铜片上有H2逸出
　　【解析】　题给装置属于原电池装置，负极反应：Zn－2e－＝Zn2＋，正极反应：2H＋＋2e－＝H2↑，电子由负极流出经过外电路流向正极，为形成闭合回路，溶液中的阴离子向负极迁移，阳离子向正极移动。因此可知只有选项D正确。
　　【答案】　D
　　5．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D―→导线―→C；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是 (　　)
　　A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞D＞B
　　C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A
　　【解析】　金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在正极表面得到电子生成氢气，电子运动方向由负极到正极。题中由①知A＞B；由②知C＞D；由③知A＞C；由④知D＞B。综合以上信息可知金属活动性A＞C＞D＞B。
　　【答案】　B
　　6．(2008·广东高考卷)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 (　　)
　　①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
　　②正极反应为：Ag＋＋e－＝Ag
　　③实验过程中取出盐桥，原电池仍断续工作
　　④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
　　A．①② B．②③
　　C．②④ D．③④
　　【解析】　Cu作负极，Ag作正极。负极：Cu－2e－＝Cu2＋；正极：Ag2＋＋e－＝Ag。在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错。没有盐桥，原电池不能继续工作，③错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，④对。
　　【答案】　C

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