高中化学 第三节 《化学反应的利用》(第二课时)

《化学反应的利用第2课时》

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【要求】

1.了解原电池的工作原理，能写出简单电极反应式和电池反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

【课前预习案】

一、原电池的工作原理：

1、原电池：利用氧化还原反应把化学能转变成电能的装置。

以Cu-Zn- H2SO4原电池为例说明其工作原理:

由于_____活泼，容易_____电子,锌原子失去电子被______

成Zn2+进入溶液，锌片的质量减小,失去的电子通过导线流向铜片, 溶液中

的______从铜片得到电子而被______形成氢原子, 氢原子再结合成氢气分子从铜片上逸出。

电极反应式：负极: Zn -2e- = Zn2+正极: 2H++2e-=H2

总反应方程式:__________________(正极反应式+负极反应式)

电解质溶液中离子的移动方向:______离子移向正极, ______离子移向负极。２、形成原电池的条件：

①两个活泼性不同的电极②有电解质溶液

③形成闭合回路④能自发的发生氧化还原反应

（从从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池）

注：负极必须能与电解质溶液的粒子发生反应

二．电极反应式和原电池总反应式的书写

（1）负极——失电子，发生反应（一般是负极本身失电子）（2）正极——得电子，发生反应（一般是溶液中阳离子在正极上得电子或正极本身得电子）

（3）总反应式（即电池反应）= 正极反应式 + 负极反应式

例1.一原电池如右图所示:试写出该原电池的电极反应式和总

反应式:正极:

负极:

总式:

FeCl3溶液

4、原电池正负极判定方法

①依据原电池两极材料：较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼，不能作电极)；较不活泼金属或可导电的非金属(石墨等)作正极。

②根据电流方向或电子流向：电流(内电路)由正极流向负极；电子则由负极

经外电路流向原电池的正极。

③根据电解质溶液中离子迁移方向：阳离子移向原电池正极，阴离子移向原

电池负极。

④根据原电池中反应类型：

正极：____电子，发生_____反应，现象是伴随金属的析出或H 2的放出。

负极：____电子，发生_____反应，现象则是电极本身的消耗，质量减小。

【预习检测】

1．能够组成原电池装置的是（ ）

2、原电池的正极一定是（ ）

A 、化学性质较活泼的金属

B 、化学性质较不活泼的金属

C 、电子流出的极

D 、电子流入的极

3、把镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中，下列说法正确的是（ ）

A ．不能形成原电池

B ．形成原电池时铝为正极

C ．形成原电池时铝为负极

D ．形成原电池时镁为负极

4：（2007潮州）在理论上可用于设计原电池的化学反应是（ ）

A.2Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO 2+3H 2

B.Ba(OH)2•8H 2O+2NH 4Cl=BaCl 2+2NH 3•H 2O+8H 2O

C.CaC 2+2H 2O=Ca(OH)2+C 2H 2

D.HCl+NaCl=NaCl+H 2O

【课堂探究案】

一. 原电池的工作原理、形成及电极反应式的书写

例1、将铁片和铜片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，

下列各叙述正确的是（ ）

A ．负极有Cl 2逸出，正极有H 2逸出

B ．负极附近Cl ―的浓度减小

C ．正极附近Cl ―的浓度逐渐增大

D ．溶液中Cl ―的浓度基本不变

例2、下列装置是不是原电池?若是，指出正负极，并写出电极反应。

（1） A 图：正极： 负极： 总式：

（2） B 图：正极： 负极： 总式：

浓硫酸

AgNO 3溶液 甘油 A B C D

Zn Cu

ZnSO4 CuSO4

A图 B图

二．原电池原理应用

（一）、原电池的设计方法：

例3：利用下述反应：2Fe3+ + Cu == 2Fe2++ Cu2+设计一个原电池装置。

①画出装置图（标明电极材料和电解质溶液）：

②写出电极反应式。

负极：

正极：

总反应式：

（二）判断金属活泼性

规律总结：金属活泼性强弱可以从一下几个方面判断

1.与水或酸反应的剧烈程度来判断

2.根据置换反应的规律来判断

3.根据原电池正负极来判断（负极金属活泼性比正极强）

4.根据金属活动性顺序表来判断

例4.有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a和d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈，将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化。将铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出。据此可推知它们的活动性顺序由强到弱为（）

A.dcab

B.dabc

C.dbac

D.badc

（三）、加快反应速率：形成原电池可加快某些反应的反应速率

例5：实验室用Zn与Ｈ2SO4制H２，用粗锌产生Ｈ２的速率比用纯Zn ，在稀Ｈ2SO4中加入少量硫酸铜溶液，也同样会加快Zn与稀Ｈ2SO4产生Ｈ２的速率，这是因为。

（四）金属的腐蚀(从理论上揭示钢铁腐蚀的主要原因)

（五）制造多种化学电源，如干电池、蓄电池、燃料电池等。

【随堂练习】

1．下列关于原电池的叙述正确的是（）

A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属

B．原电池是将化学能转变为电能的装置

C．原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原

D．原电池放电时，外电路电流的方向是从负极到正极

2．某原电池的总反应式为：2Fe3++Fe == 3Fe2+，不能实现该反应的原电池