选修四原电池课件.ppt

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1、学习目标：学习目标：1 1、体验化学能与电能相互转化的探究过程；、体验化学能与电能相互转化的探究过程；2 2、进一步了解原电池的工作原理和构成原电、进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；池的条件；3 3、能够写出电极反应式和电池反应方程式、能够写出电极反应式和电池反应方程式.第四章第四章 电化学基础电化学基础第一节第一节 原原 电电 池池复习回顾复习回顾1 1、原电池是、原电池是_的装置。的装置。原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原氧化还原2 2、如右图所示，组成的原电池：、如右图所示，组成的原电池：（1 1）当电解质溶液为稀）

2、当电解质溶液为稀H H2 2SOSO4 4时：时：ZnZn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是，该反应是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同）反应；下同）反应；CuCu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,_,该反应该反应是是_反应。反应。负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正2H2H+2e+2e-=H=H2 2还原还原（2 2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时：ZnZn电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反应；反应；CuCu电极是电极是_极

3、，其电极，其电极反应为极反应为_,_,该反应该反应_反反应应.负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu还原还原硫酸铜溶液硫酸铜溶液原电池的电子，离子及电流流向？原电池的电子，离子及电流流向？（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等3.3.判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？形成条件二：形成条件二：电极需插进电解质溶液电极

4、需插进电解质溶液中中（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件三：形成条件三：必须形成闭合回路必须形成闭合回路（1 1）有两种活动性不同的金属（或金）有两种活动性不同的金属（或金属与能够导电的非金属）作电极。属与能够导电的非金属）作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。）两极相连形成闭合电路。（4）内部条件：能自发进行氧化还）内部条件：能自发进行氧化还 原反应。原反应。小结一：小结一：组成原电池的条件组成原电池的条件探究探究上面的上面的7号装置，怎样才能形成原电池呢？号装置，怎样才能形成原电池呢？提出问题：？提出问题：上图是原电池，

5、如果用它上图是原电池，如果用它做电源，不但效率低，而做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？有没有什么改进措施？硫酸铜溶液硫酸铜溶液造成的主要原因：造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表面也构成了原电池，进一步加速

6、铜在负极锌面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不在构成原当锌片表面完全被铜覆盖后，不在构成原电池了，也就没有电流在产生。电池了，也就没有电流在产生。为了避免发生这种现象，设计如下图所示为了避免发生这种现象，设计如下图所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？改进后的装置为什么能够持续、稳定的产改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？生电流？盐桥在此的作用是什么？参考教材得出结论参考教材得出结论盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）使

7、整个装置构成闭和回路。）使整个装置构成闭和回路。（2）使两溶液保持电中性（平衡电荷）。）使两溶液保持电中性（平衡电荷）。盐桥成分：盐桥成分：含琼胶的含琼胶的KClKCl饱和溶液饱和溶液小结二：小结二：盐桥成分，作用及离子流向盐桥成分，作用及离子流向在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是路是靠离子迁移完成靠离子迁移完成的。的。ZnZn失去电子形成的失去电子形成的ZnZn2+2+进入进入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液因溶液因ZnZn2+2+增多而增多而带正电荷。同时，带正电荷。同时，CuSOCuSO4 4则由于则由于CuCu2

8、+2+变为变为Cu Cu，使得使得 SOSO4 42-2-相对较多而带负电荷。溶液不保持相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。向铜片，造成电流中断。由于盐桥（如由于盐桥（如KClKCl）的存在，其中阴离）的存在，其中阴离子子ClCl-向向ZnSOZnSO4 4溶液扩散和迁移，阳离子溶液扩散和迁移，阳离子K K+则向则向CuSOCuSO4 4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部

9、溶解或进行，一直到锌片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中溶液中的的 CuCu2+2+几乎完全沉淀下来。几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与若电解质溶液与KClKCl溶液反应产生沉淀，可用溶液反应产生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作盐桥。作盐桥。锌铜原电池装置示意图锌铜原电池装置示意图指出上述原电池装置的正负极，并分别写指出上述原电池装置的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。池的总反应方程式。负极（锌片）：负极（锌片）：Zn 2e -=Zn 2+（氧化反应）（氧化反应）正极（铜片）：正极（铜片）：

10、Cu2+2e -=Cu （还原反应）（还原反应）电池反应（电池反应（总化学方程式总化学方程式）：）：Zn+Cu2+=Zn 2+Cu 电子流出的极电子流出的极电子流入的极电子流入的极负极负极正极正极较活泼的电极材料较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极质量增加的电极质量减少的电极质量减少的电极负极负极正极正极正极正极负极负极有气泡冒出的电极为正极有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生氧化反应的极发生还原反应的极发生还原反应的极 宏观判断：宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极 发生的反应发生的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根

11、据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：负极负极正极正极（工作后）（工作后）（工作后）（工作后）微观判断微观判断（根据电子流动方向）（根据电子流动方向）小结三：原电池的正负极的判断方法小结三：原电池的正负极的判断方法(1)(1)判断金属活泼性强弱判断金属活泼性强弱小结四：原电池原理应用小结四：原电池原理应用(2)(2)加快反应速率加快反应速率例例：下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是（）A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；B.纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；D.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应

12、中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D(3)(3)比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例：例：下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(2)(1)(3)例：例：下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)4.4.制备各种实用电池制备各种实用电池思考：思考：请根据氧化还原反应请根据氧化还原反应 :Cu+2 Fe:Cu+2 Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+设计成原电池。设计成原电池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案?负极：负极：正

13、极：正极：电解质溶液：电解质溶液：Cu Cu 2e-=Cu2+比比Cu不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨2Fe3+2e-=2Fe2+Fe2(SO4)3、FeCl3等等若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。什么？试画出原电池的装置简图。正极：正极：负极：负极：H2SO4Mg AlNaOHMg Al浓浓HNO3 Al Cu1.1.判断下列原电池的正负极？判断下列原电池的正负极？AlAlMgMgMgMgAlAlAlAlCuCu(金属活泼性金属活泼性)(Mg不与不与NaOH反应反应)(Al发生钝化发生钝化)2.2.写

14、出写出电极反应式和总反应式电极反应式和总反应式H2SO4Mg Al正极正极 ：负极负极 ：(Al)(Al)(Mg)(Mg)Mg Mg 2e2e-=Mg=Mg2+2+（氧化反应）（氧化反应）2H2H+2e+2e-=H=H2 2（还原反应）（还原反应）总反应：总反应：Mg+2HMg+2H+=Mg=Mg2+2+H+H2 2 CuSO4 Fe Ag正极正极 ：负极负极 ：(Cu)(Cu)(Fe)(Fe)CuCu2+2+2e+2e-=Cu =Cu（还原反应）（还原反应）总反应：总反应：Fe+CuFe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu FeFe2e2e-=Fe=Fe2+2+（氧化反应）（氧化反应）3 3、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入滴入CuSOCuSO4 4溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是A.A.铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B.B.保持平衡状态保持平衡状态C.C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D.D.银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜D D