《原电池的工作原理》PPT课件

设疑请根据你的经验猜想Zn与CuSO4溶液的反应是吸热反应还是放热反应？并设计实验方案加以证明。 活动与探究一 向盛有30ml 1.0mol/LCuSO4溶液的小烧杯中,加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度计的变化。Zn+ Cu 2+ Zn2+ + Cu 创设情景 除了可以将该反应放出的能量转化为热能之外，还能通过该反应将化学能转化为什么能量？ 一、原电池1、原电池：2、原电池工作原理：氧化还原反应把化学能转化为电能的装置。知识回顾 判断下列装置能否构成原电池，思考原电池的构成条件。练习Cu C 形 成 原 电 池 的 一 般 条 件（ 0） 前 提 条 件 ： 有 自 发 的 氧 化 还 原 反 应 （ 1） 有 两 种 活 泼 性 不 同 的 导 电 材 料 作 电 极 (不 同 的 金 属 或 金 属 与 非 金 属 导 体 ）（ 2） 两 个 电 极 必 须 插 入 电 解 质 溶 液 中（ 3） 两 极 相 连 形 成 闭 合 回 路 （ 用 导 线 连 接 或 电极 直 接 接 触 ） 【小组讨论】根据Zn+Cu2+=Zn2+Cu设计一个铜、锌原电池。指出所选用的电解质溶液，写出该原电池的两电极反应式、总反应式。画出原电池的构造图。正极（铜电极）：还原反应 Cu2+ + 2e- = Cu 负极（锌电极）：氧化反应 Zn - 2e- = Zn2+电 池 总 反 应 ： Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+Zn Cu CuSO 4 CuZn练习：结合原电池的构成条件，判断下列装置能否构成原电池。 CuSO 4 ZnSO4 活动与探究二 如教材P13图1-8所示，向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液和 30ml1.0mol/L的ZnSO4溶液分别插入铜片和锌片，连接导线和电流计，观察现象。将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液，观察现象。 Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu 电路：外电路内电路电子流向：由失电子的一极向得电子的一极 （即负极正极）电流方向：与电子流向相反阴离子流向与电子流向一致阳离子流向与电流一致 2.电极：负极：电子流出的一极正极：电子流入的一极3.电极反应式：负极（氧化反应）： Zn2e-Zn2+正极（还原反应）： 4.总反应式（氧化还原反应）：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。思考：1、盐桥的作用是什么？（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。 （2）平衡电荷 （保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈电中性）2、 此电池的优点？能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。 二、原电池的设计例：利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。负极：Fe 2e- =Fe2+ 正极：Cu2+ +2e- =Cu CuFe CuSO 4FeSO 4Fe CuCuSO4 设计原电池的思路：半电池：画出装置示意图电极材料电解质溶液根据电极反应确定还原剂（电极材料）和氧化产物（电解质溶液）为负极的半电池氧化剂（电解质溶液）和还原产物（电极材料）为正极的半电池外电路用导线连通，可以接用电器内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路（或其它不活泼材料）根据负极氧化、正极还原写出电极反应式前提：是氧化还原反应 练习： 利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。正极：2Fe32e- =2Fe2+ 负极：Cu-2e- =Cu2+CuC CuSO 4FeCl3C Cu FeCl3 小 结原电池工作原理根据氧化还原反应设计原电池 电解质溶液阳离子氧化反应负极 正极还原反应电子沿导线传递，产生电流阴离子- (-)：Zn 2e- = Zn2+ (+)：2H + +2e- = H 2 电池反应：Zn + 2H + = Zn2+ + H 2Zn CuH2SO4ZnSO4盐桥 +3、把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式Zn Cu H 2SO 4 三、原电池的正负极的判断方法 微观判断（根据电子流动方向）电子流出的极电子流入的极负极正极 较活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极 工作后 质量减少的电极负极正极正极负极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生还原反应的极宏观判断：根据电极材料根据原电池电极 发生的反应根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：负极正极 四、原电池电极反应式的书写1、 确 定 原 电 池 正 负 极 ， 以 及 两 极 上 发 生 反 应 的物 质 ， 负 极 发 生 氧 化 反 应 ， 正 极 发 生 还 原 反 应2、 重 视 介 质 是 否 参 加 反 应 ， 注 意 两 极 得 失 电 子总 数 相 等3、 将 两 极 电 极 反 应 式 相 加 即 得 原 电 池 的 总 反 应式 1.如 图 装 置 ， 电 流 表 G发 生 偏 转 ， 同 时 A极 逐 渐变 粗 ， B极 逐 渐 变 细 ， C为 电 解 质 溶 液 ， 则 A、 B、C应 是 下 列 各 组 中 的 哪 一 组 （ ） A、 A是 锌 ， B是 铜 ， C为 稀 H2SO4 B、 A是 铜 ， B是 锌 ， C为 稀 硫 酸 C、 A是 铁 ， B是 银 ， C为 AgNO3溶 液 D、 A是 Ag， B是 铁 ， C为 AgNO3溶 液 G CA BD问 题 解 决 练习：1、下列关于下图所示原电池的说法正确的是A 铝片为正极B 正极上有H 2产生C Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出D 当转移0.04 mol e- 时，产生 0.01 mol O 2 Cu B、C 练 习 2. X、 Y、 Z、 W四 种 金 属 片 进 入 稀 盐 酸 中 ,用导 线 连 接 ,可 以 组 成 原 电 池 ,实 验 结 果 如 下 图 所 示 :则 四 种 金 属 的 活 泼 性 由 强 到 弱 的 顺 序 为_ZYXW 5.利用原电池原理设计新型化学电池；2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；1.进行金属活动性强弱比较；3.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。原电池的主要应用：4.解释某些化学现象 (1)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H 2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用： (2)比较反应速率例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和 1mol/L 盐酸；B.A.纯锌和1mol/L 硫酸；纯锌和18 mol/L 硫酸；C.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO 4溶液。D.（ D ）原电池原理应用： (3)比较金属腐蚀的快慢例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5) (2) (1) (3) (4)原电池原理应用： 例4：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4) (2) (1) (3) (4)判断溶液pH值变化例5：在Cu-Zn原电池中，200mLH 2SO 4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为 mol,溶液的pH值变_(填“变大”、“变小”、“不变”)？（溶液体积变化忽略不计）变大0.015原电池原理应用： (5)原电池原理的综合应用例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。1)“热敷袋”是利用 放出热量。2)炭粉的主要作用是 。3)加入氯化钠的主要作用是 。4)木屑的作用是 。铁被氧化 与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化 氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀原电池原理应用：