《高二化学原电池》PPT课件.ppt

第 四 章 电 化 学 基 础第一节原电池 【 思 考 】 下 列 装 置 是 否 能 形 成 原 电 池 ？（ ） （ ） （ ） （ ） 【 复 习 一 】 构 成 原 电 池 的 条 件 ：1、 有 两 种 活 动 性 不 同 的 金 属 （ 或 金 属 与 非 金 属 ） 作 电 极 。2、 电 极 材 料 均 插 入 电 解 质 溶 液 中 (能 发 生 氧 化 还 原 反 应 ） 。3、 两 极 相 连 形 成 闭 合 电 路 。 两 极 一 液 一 连 线负 极 （ 活 泼 金 属 ） ：正 极 （ 较 不 活 泼 金 属 做 或 非 金 属 ） ：电 子 流 出 的 一 极 、 发 生 氧 化 反 应电 子 流 入 的 一 极 、 发 生 还 原 反 应 问 题 在 左 图 （ ） 装 置 中 ， 可 以 观察 到 什 么 现 象 ？ 现 象 锌 片 上 有 气 泡 ， 铜 片 上 无 气 泡（ ） （ ） 问 题 在 左 图 （ ） 装 置 中 ， 可 以 观察 到 什 么 现 象 ？ 现 象 锌 片 溶 解 ， 铜 片 上 有 气 泡 分 析 片 能 与 稀 硫 酸 直 接 反 应 放出 氢 气 分 析 铜 片 上 ： 2 -=H2 锌 片 上 ： -= 总 反 应 ： Cu Zn稀 硫 酸 e- H+e- H+ HHH2Zn2+ 复 习 二 原 电 池 的 工 作 原 理氧 化 还 原 反 应 （ 本 质 ： 反 应 物 之 间 有 电 子 转 移 ）负 极（ 还 原 性 ） 还 原 反 应氧 化 反 应 正 极（ 氧 化 性 ） 失 e 得 e电 子 e电 流 结 论 把 氧 化 反 应 和 还 原 反 应 分 开 在 不 同 的 区域 进 行 ， 再 以 适 当 的 方 式 连 接 起 来 ， 就 可 以 获 得电 流 【 思 考 】 有 什 么 方 法 使 左 图 装置 构 成 闭 合 回 路 ， 形 成 原 电 池呢 ？盐 桥 CuSO4溶 液 CuSO4溶 液 G Zn Cu 盐 桥 将 电 解 质 溶 液 装在 倒 置 的 U形 管 中 ， 跨接 于 两 电 解 质 溶 液 之 间 ，代 替 两 溶 液 的 直 接 接 触 ，就 构 成 了 盐 桥 。 这 样 使两 个 烧 杯 中 的 溶 液 连 成一 个 通 路 。 CuSO4溶 液 CuSO4溶 液 G Zn Cu (2) 盐 桥CuSO4溶 液 CuSO4溶 液 G Zn Cu 实 验 一 按 下 图 进 行 实 验 ， 注 意 观 察 现 象 实 验 现 象 锌 片 溶 解 质 量 减 少 ； 铜 片 上 有 红 色 物 质 析 出 。结 论 Cu-Zn-CuSO4溶 液 构 成 了 原 电 池 ， 称 为 铜 锌 原 电 池 负 极正 极 （ 锌 片 ） ：（ 铜 片 ） ： 电 流 计 指 针 偏 转 ， 并 指 示 电子 是 由 锌 片 流 向 铜 片 ；总 电 池 反 应 式 是 ： 一 、 双 液 原 电 池 的 工 作 原 理 实 验 二 继 续 观 察 实 验 一 装 置 中 电 流 计 电 流 强 度 随 时间 延 续 的 情 况 ， 以 及 锌 片 表 面 的 变 化 。 实 验 现 象 ： 指 针 偏 转 角 度 渐 渐 减 少 ， 同 时 锌 片 表 面 有 铜 析 出 。 如 何 设 法 阻 止 溶 液 中 的 Cu2+在 负 极 锌 表 面 还 原 以及 能 使 该 装 置 原 电 池 得 到 持 续 、 稳 定 的 电 流 呢 ？ 设 想 若 把 装 置 中 左 烧 杯 中 的 CuSO 4溶 液 换 成ZnSO4溶 液 可 以 吗 ？ 实 验 三 教 材 P70“实 验 4-1” 实 验 现 象 ： 盐 桥 存 在 时 电 流 计 指 针 偏 转 ， 且 指 针 偏 转 角 度随 时 间 的 延 续 几 乎 保 持 不 变 ； Zn片 溶 解 ， 无 红 色 物 质 析 出 ， Cu片 上 有 红 色物 质 析 出 ； 取 出 盐 桥 电 流 计 指 针 回 到 零 点 。 实 验 结 论 ：ZnCuZnSO 4溶 液 CuSO4溶 液 盐 桥 构 成 了原 电 池 （ 双 液 原 电 池 ） ， 能 产 生 持 续 、 稳 定 的 电 流 ；取 出 盐 桥 时 没 有 电 流 产 生 ， 不 能 形 成 原 电 池 阅 读 第 三 段 ， 了 解 盐 桥 的 作 用 Cu2+Zn Zn2+Cu1. 结 构 ： 根 据 检 流 计 指 针 偏 转 方 向知 电 流 方 向 ： CuZn 盐 桥 ： 在 U型 管 中装 满 用 饱 和 KCl溶液 和 琼 胶 作 成 的冻 胶 。 正 极 （ 铜 电 极 ） ：Cu2+ + 2e- Cu 负 极 （ 锌 电 极 ） ：Zn Zn2+ + 2e- 一 、 双 液 原 电 池 的 工 作 原 理 、 构 造 特 点 ：由 两 个 半 电 池 组 成 ， 每 个 半 电 池 中 的 电 极与 电 解 质 溶 液 互 不 反 应 ， 电 池 反 应 的 还 原剂 与 氧 化 剂 分 别 位 于 两 个 半 电 池 中 ， 中 间通 过 盐 桥 连 接 形 成 闭 合 回 路 。 、 电 极 反 应 ：负 极 （ Zn） ： Zn-2e-=Zn2+（ 氧 化 反 应 ） 正 极 （ Cu） ： Cu2+2e-=Cu（ 还 原 反 应 ）电 池 反 应 ： Zn+Cu 2+=Zn2+Cu3、 电 子 、 电 流 的 流 向外 电 路 ： 电 子 由 负 极 （ Zn片 ） 流 向 正 极 （ Cu片 ） ；电 流 由 正 极 （ Cu片 ） 流 向 负 极 （ Zn片 ） ；内 电 路 ： 阳 离 子 移 向 正 极 （ Cu片 ） ； 阴 离 子 移 向 负 极 （ Zn片 ） 。 、 盐 桥 的 作 用通 过 阴 、 阳 离 子 的 定 向 移 动 ， 在 内 电 路 形 成 电 流 回 路 而 不 中 断 电 流 。 、 意 义 ：随 开 随 用 ， 并 能 长 时 间 产 生 持 续 、 稳 定 的 电 流 。 小 结 利 用 反 应 Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ， 设 计 一 个 单 液原 电 池 ， 一 个 双 液 原 电 池 （ 使 用 盐 桥 ） ， 画 出 原 电 池 的示 意 图 ， 并 写 出 电 极 反 应 。 参 考 答 案 (+)(-) G Zn Pt FeCl 3溶 液负 极 （ Zn） ： Zn-2e-=Zn2+（ 氧 化 反 应 ）正 极 （ Pt或 C） ： 2Fe3+2e-=2Fe2+（ 还 原 反 应 ） (+)(-) ZnCl2溶 液 FeCl3溶 液盐 桥 G Zn C 负 极 （ Zn） ： Zn-2e-=Zn2+（ 氧 化 反 应 ）正 极 （ Pt或 C） ： 2Fe3+2e-=2Fe2+（ 还 原 反 应 ） 练习 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 . ( ) ( )( ) 2H +2e- H 2负 极 ：总 反 应 ：正 极 ： Zn 2e- Zn2+Zn+2H + Zn2+H 2 ( )( ) 负 极 ：正 极 ：总 反 应 ：正 极 ：负 极 ：总 反 应 ： Zn 2e- Zn2+2H +2e- H 2Zn+2H + Zn2+H 2Fe 2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+ Fe2+CuFe+CuSO4 Cu+FeSO4 ( )( ) 负 极 ：正 极 ：总 反 应 ： Zn 2e- Zn2+Cu2+2e- CuZn+Cu2+ Zn2+Cu或 Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu ( )( ) 负 极 ：正 极 ：总 反 应 ： Fe 2e- Fe2+2H +2e- H 2Fe+2H + Fe2+H 2或 Fe+H 2SO4 FeSO4+H 2 2. 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 滴 入 CuSO4溶 液 ， 片 刻 后 可 观 察 到 的 现 象 是3。 试 将 下 列 两 个 氧 化 还 原 反 应 分 别 设 计 成 两 个 原 电 池 Zn + 2AgNO 3=Zn(NO3)2+2Ag 2Fe3+Fe=3Fe2+ ( D ) ( Zn AgNO3 C )( Fe Fe2(SO4)3 C )A. 铁 圈 和 银 圈 左 右 摇 摆 不 定 ；B. 保 持 平 衡 状 态 ；C. 铁 圈 向 下 倾 斜 ；D. 银 圈 向 下 倾 斜 ； 二 、 原 电 池 的 原 理 及 形 成 条 件 小 结 1、 原 电 池 的 定 义 ： 化 学 能 转 变 为 电 能 的 装 置 。 、 构 成 原 电 池 的 条 件 ：（ 1） 有 两 种 活 动 性 不 同 的 金 属 （ 或 金 属 与 非 金 属 ） 作 电 极 。（ 2） 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 液 连 线3、 原 电 池 的 电 极 ： 材 料 种 类 ： 负 极 ： 还 原 剂 发 生 氧 化 反 应 的 一 极 ； 正 、 负 极 的 判 断 方 法 ：电 流 计 指 针 的 偏 转 方 向 ： 电 子 流 出 或 电 流 流 入 的 一 极 为 负 极 ，电 子 流 入 或 电 流 流 出 的 一 极 为 正 极实 验 现 象 ：电 极 本 身 溶 解 的 为 负 极 ， 电 极 上 有 金 属 或 气 体 析 出 的 为 正 极正 极 ： 氧 化 剂 发 生 还 原 反 应 的 一 极 ；金 属 金 属 （ 活 泼 性 不 同 ） ；金 属 非 金 属 ； 金 属 金 属 氧 化 物 等 。 1.关 于 原 电 池 的 叙 述 中 正 确 的 是 （ ）A.构 成 原 电 池 两 极 的 必 须 是 两 种 不 同 金 属B.内 电 路 阳 离 子 移 向 的 一 极 为 正 极 ， 外 电 路 电 子 流 出 的 一 极 为 负 极C.原 电 池 工 作 中 总 是 负 极 溶 解 ， 正 极 上 有 物 质 析 出D.原 电 池 的 正 极 是 还 原 剂 ， 总 是 溶 液 中 的 阳 离 子 在 此 被 还 原2.判 断 下 图 装 置 ， 哪 些 能 形 成 原 电 池 （ ）3.发 生 原 电 池 的 反 应 通 常 是 放 热 反 应 ， 在 理 论 上 可 设 计 成 原 电 池 的 化 学反 应 是 （ ）A、 C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g) H 0 B、 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H 0C、 4Fe(OH)2(s)+2H 2O(l)+O2(g)=4Fe(OH )3(s) H 0D、 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H 2O(l) H 0 B AEC D 4.某 原 电 池 总 反 应 式 为 ： Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+， 能 实 现 该反 应 的 原 电 池 是 ( )5.将 镁 片 和 铝 片 用 导 线 相 连 ， 分 别 同 时 插 入 稀 H2SO4和 NaOH溶液 中 ， 写 出 两 池 中 的 电 极 反 应 式 和 电 池 反 应 式 。A B C D电 极 材 料 Cu、 Zn Cu、 Ag Cu、 C Fe、 Zn电 解 质 溶液 FeCl3 Fe2(SO4)3 Fe(NO3)2 CuSO4B MgAl稀 H2SO4原 电 池 ：负 极 （ Mg） ： Mg-2e-=Mg 2+（ 氧 化 反 应 ） 正 极 （ Al） ： 2H+2e-=H2（ 还 原 反 应 ）电 池 反 应 ： Mg+2H+=Mg2+H2 AlMgNaOH原 电 池 ：负 极 （ Al） ： 2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O（ 氧 化 反 应 ） 正 极 （ Mg） ： 6H2O+6e-=3H2+6OH-（ 还 原 反 应 ） 电 池 反 应 ： 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 与金属活动性顺序表讨 论 一 组 问 题1. 如 果 将 Zn电 极 换 成 Fe电 极 ， 值 将 如 何 变 化 ？2. 欲 使 置 换 能 力 升 高 即 升 高 ， 电 极 材 料 如 何 变 换 ？ 降 低 呢 ？3. 如 果 将 H 2SO4稀 释 ， 值 将 如 何 变 化 ？4. 如 果 将 H2SO4溶 液 换 成 同 浓 度 的 CuSO4溶 液 ， 值 将 如 何 变 化 ？5. 是 否 金 属 越 活 泼 ， 一 定 作 负 极 ？ 越 不 活 泼 ， 一 定 作 正 极 ？