普通高中课程标准实验教科书--化学选修4[江苏版]
第二单元化学能与电能的转化。
教案4(1-2-1:原电池的工作原理)
教学目的:理解原电池的形成条件、基本原理。
教学重点:原电池的基本原理。
教学过程:一、自学**。
1.** [实验1] 的现象和结论。
2.** [实验2] 的现象和结论
3.原电池工作原理。
4.构成原电池的条件。
5.原电池正负极的判断方法及电极反应、电池反应的书写。
二、总结。1.[实验1] 的现象:锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升。
结论: zn+ cu2+ =zn2+ +cu
化学能热能。
2.[实验2] 的现象:锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转。
结论: zn-2e-=zn2+
cu2++2e-=cu
zn+ cu2+ =zn2+ +cu
化学能电能。
3.原电池工作原理。
较活泼的金属失去电子发生氧化反应,电子从较活泼金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极) 。
4.构成条件:
有自发的氧化还原反应发生。
(1)两个活性不同的电极。
(2)有电解质溶液。
(3)能形成闭合回路。
5.盐桥:在u型管中装满用饱和kcl溶液和琼胶作成的冻胶。
盐桥的作用:使cl-向锌盐方向移动,k+向铜盐方向移动,
使zn盐和cu盐溶液一直保持电中性,从而使电子不断从。
zn极流向cu极。这种装置能将化学能转变为电能,称为原电池(primary cell)
6.原电池正负极的判断方法及电极反应、电池反应的书写。
正极(铜电极):cu2++2e-=cu
负极(锌电极):zn-2e-=zn2+
电池反应: zn+ cu2+ =zn2+ +cu(总反应)
知识拓展:原电池是由两个半电池组成的;半电池中的反应就是半反应,即电极反应。所以半电池又叫电极。
原电池的表示方法:
(-)zn|zn2+ (c1) ‖cu2+ (c2)|cu(+)
“|”表示液-固相有一界面;
“‖”表示盐桥。
在有气体参加的电池中还要表明气体的压力,溶液要表明浓度。
例如:-)pt|h2(100kpa)|h+(1.0moll-1)‖cr3+(1.
0moll-1),h+(1.010-2moll-1),cr2o72-(10moll-1)|pt(+)
负极: h2 - 2e- =2h+
正极: cr2o72- +14 h++6e- =2 cr3++7 h2o
总反应: cr2o72- +3 h2 + 8 h+ =2 cr3+ +7 h2o
三、练习。1.判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称,并。
写出电极反应式。
2.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池。
zn + 2agno3=zn(no3)2+2ag
2fe3++fe=3fe2+
3.依**实验2的原理,按:cu+2agno3===cu(no3)2+2ag 的反应设计一个能持续产生电流的原电池装置,画出装置图。
4.为获得较长时间的稳定电流,如何将必修2中由“zn-稀h3so4-cu”组成的原电池(如左下图)进行简单改装?
四、小结。一).原电池:
把化学能直接转化为电能的装置。
二).构成原电池的基本条件:
1.有两块金属(或非金属)导体作电极;
2.两个电极相连插入电解质溶液中并形成闭合电路;
3.有可自发发生的氧化还原反应。
三).加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理:
1.用还原性较强的物质(如:活泼金属)作负极,向外电路提供电子; 用氧化性较强的物质作正极,并在正极得到电子;
2.原电池在放电时,负极上的电子经过导线流向正极,而氧化性较强的物质从正极上得到电子,两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。
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