人教化学选修4第四章--第一节原电池课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电化学,：,研究化学能与电能之间相互转,换的,装置、过程,和,效率,的科学。,过程及装置分按电化学反应,2.,借助电流而发生反应及装置,(,如,:,电解池,),1.,产生电流的化学反应及装置,(,如,:,原电池等,),第四章 电化学基础,电化学：研究化学能与电能之间相互转过程及装置分按电化学反应2,1,高二年级化学备课组,2015,年,11,月,28,号,化学选修,4,第一节 原电池,第四章 电化学基础,第一课时,高二年级化学备课组化学选修4 第一节 原电池第四章 电化学,2,原电池的基础知识,1.,定义：,把,化学能,转变为,电能,的装置,理解：,外形无外加电源,自发的,氧化还原反应,才可能被设计成原电池,复习回顾,原电池的基础知识1.定义：理解：复习回顾,3,（,1,）有两种,活泼性不同,的金属（或一种是 非金属单质或金属氧化物）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。,1,）,内部条件：能自发进行,氧化还原,反应,2,）,外部条件：,2,、组成原电池的条件,两极一液成回路，氧化还原是中心,复习回顾,（1）有两种活泼性不同的金属（或一种是,4,复习回忆：判断以下哪些是原电池,？,G,Zn,Zn,H,2,SO,4,（,1,）,G,Zn,Cu,CuSO,4,CuSO,4,（,2,）,G,Fe,C,H,2,SO,4,（,3,）,G,Zn,Cu,C,2,H,5,OH,（,4,）,复习回顾,复习回忆：判断以下哪些是原电池？G Zn ZnH2SO4（,5,HCl,(aq),+,NaOH,(aq),=,NaCl,(aq),+,H,2,O,(l),H 0,高温,Zn(s)+,H,2,SO,4,(aq),=,ZnSO,4,(aq)+H,2,(g),H 0,【,思考,】,下面哪个反应能够设计成原电池？,复习回顾,HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq),6,Zn(s)+H,2,SO,4,(aq)=ZnSO,4,(aq)+H,2,(g)H 0,请你设计合理的原电池装置图,并指出电子移动方向和溶液中离子的移动方向,Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq),7,Cu,-,-,-,-,-,-,-,-,-,Zn,2+,-,-,H,2,负极,正极,H,+,Zn,2e,=Zn,2+,2H,+,+2e,=H,2,Zn(s)+H,2,SO,4,(aq)=ZnSO,4,(aq)+H,2,(g)H 0,请你设计合理的原电池装置图,2,e,-,H,2,SO,4,溶液,Zn,H,+,Cu-Zn2+-H2负极正极H+Zn2e,8,理论上应看到只在铜片上有大量气泡，实际上锌片上也有大量气泡产生，并且电流越来越弱，为什么？,A,稀,H,2,SO,4,锌片 铜片,想一想,造成的主要原因：,锌片不纯，,以及铜极上聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。,如果要产生稳定、持续电流，,有没有什么改进措施？,理论上应看到只在铜片上有大量气泡，实际上锌片上也有大量气泡产,9,【,交流,研讨一,】,如何改进原电池装置？,稀硫酸,Cu,Zn,A,让锌片与稀硫酸,不直接接触,ZnSO,4,溶液,H,2,SO,4,溶液,Zn,Cu,A,？,【交流 研讨一】如何改进原电池装置？稀硫酸 CuZnA让,10,介绍盐桥,盐桥中一般装有,饱和的KCl溶液,和,琼脂,制成的胶冻,;,琼脂,的作用是防止管中溶液流出,;,K,+,和,Cl,-,能在胶冻内自由移动,盐桥的作用：,（,1,）使整个装置,构成通路,，代替两溶液直接接触,。,（,2,）,平衡电荷,。,介绍盐桥 盐桥中一般装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻;,11,【,观察与思考,】,ZnSO,4,溶液,H,2,SO,4,溶液,Zn,Cu,A,【,结论,1】,改进后的原电池装置,提高了能量转换率,一、含盐桥原电池,【观察与思考】ZnSO4溶液H2SO4溶液ZnCuA【结论1,12,稀硫,酸,Cu,Zn,A,ZnSO,4,溶液,Zn,Cu,A,改进,【,结论,2】,【,启示,】,H,2,SO,4,溶液,改进后的原电池装置,化学能不会自动释放,氧化剂和还原剂,不直接接触,也能发生反应,一、含盐桥原电池,稀硫酸 CuZnAZnSO4溶液ZnCuA改进【结论2】【启,13,Zn,2+,e,e,SO,4,2,SO,4,2,H,+,K,+,H,2,Zn,K,+,Cl,K,+,Cl,K,+,Cl,K,+,Cl,K,+,Cl,Cl,K,+,K,+,Cl,K,+,K,+,K,+,Cl,Cl,K,+,Cl,Cl,Cl,ZnSO,4,溶液,H,2,SO,4,溶液,外电路,盐桥的作用：,(1)传递离子，使整个装置构成通路。,(2)平衡电荷，保持溶液成电中性。,内电路,小结含盐桥原电池,Zn-2e,-,=Zn,2+,2H,+,+2e,-,=,H,2,盐桥中离子移动的方向,:,正极,阳离子,向,正极,移动，,阴离子,向,负极,移动,负极,Zn2+eSO42SO42H+K+H2ZnK+C,14,讨论：,1,、可否用导线代替盐桥？,2,、如果电解质溶液含有,AgNO,3,，,盐桥,中还可以装有,饱和的KCl溶液吗？,一、含盐桥原电池,讨论：1、可否用导线代替盐桥？2、如果电解质溶液含有AgNO,15,练习反馈,利用反应原理,Cu+2Ag,+,=Cu,2+,+2Ag,设计一个,能得到稳定电流的原电池装置，画出装置,简图，并标注电极及电解质溶液,Ag,C,Pt,一、含盐桥原电池,练习反馈 利用反应原理Cu+2Ag+=Cu2+2Ag设计,16,能产生稳定、持续电流的原电池应具备什么条件？,1.,要有活泼性不同的两个电极,2.,两个半反应在不同的区域进行,3.,用导线和盐桥分别将两个半电池连接在一起,讨,论,含盐桥原电池,能产生稳定、持续电流的原电池应具备什么条件？1.要有活泼性,17,1.,（,2010,广东高考）铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是,(),A,、正极反应为：,Zn2e,=Zn,2+,B,、电池反应为：,Zn+Cu,2+,=Zn,2+,+Cu,C,、在外电路中，电子从负极流向正极,D,、盐桥中的,K,+,移向,ZnSO,4,溶液,BC,基础闯关,1.（2010广东高考）铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是(,2.(07,海南化学卷,14),依据氧化还原反应：,2Ag,+,(aq)+Cu(s)=Cu,2+,(aq)+2Ag(s),设计的原电池如图所示。,请回答下列问题：,(1),电极,X,的材料是,；,电解质溶液,Y,是,；,(2),银电极为电池的,极，,发生的电极反应为,；,X,电极上发生的电极反应为,；,(3),外电路中的电子是从,电极流向,电极。,C,U,铜,银,正,AgNO,3,溶液,Ag +e=Ag,Cu-2e=Cu,+,-,-,2+,小试牛刀,2.(07海南化学卷14)依据氧化还原反应：2Ag+(aq),3.,利用反应,Zn+2FeCl,3,=2FeCl,2,+ZnCl,2,，设计出两种原电池，画出原电池的示意图，并写出电极反应方程式。,参考答案,(+),(-),G,Zn,Pt,FeCl,3,溶液,负极（,Zn,）：,Zn-2e,-,=Zn,2+,（氧化反应）,正极（,Pt,或,C,）：,2Fe,3+,+2e,-,=2Fe,2+,（还原反应）,(+),(-),ZnCl,2,溶液,FeCl,3,溶液,盐桥,G,Zn,C,负极（,Zn,）：,Zn-2e,-,=Zn,2+,（氧化反应）,正极（,Pt,或,C,）：,2Fe,3+,+2e,-,=2Fe,2+,（还原反应）,（,1,）、根据氧化还原反应电子转移判断,电极反应,。,（,2,）、根据电极反应确定合适的,电极材料,和,电解质溶液,3.利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，,1.,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；,3.,进行金属活动性强弱比较；,4.,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。,三、原电池的主要应用：,5.,解释某些化学现象,1.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,(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：,当两种金属构成原电池时，总是活泼的金属作负极而被腐蚀，所以先被腐蚀的金属活泼性较强。,(1)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，可以说明金,练习：,把,a,、,b,、,c,、,d,四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若,a,、,b,相连时，,a,为负极；,c,、,d,相连时，电流由,d,到,c,；,a,、,c,相连时，,c,极产生大量气泡，,b,、,d,相连时，溶液中的阳离子向,b,极移动。,则四种金属的活泼性顺序为：,。,a,c,d,b,a,b,c,d,a,c,d,b,练习：把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两,(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：,当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制,H,2,时,纯,Zn,反应不如粗,Zn,跟酸作用的速率快。,(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,例,3,：,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),例3：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速(4),(4),判断溶液,pH,值变化,例,4,：,在,Cu-Zn,原电池中，,200mLH,2,SO,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,_,？（溶液体积变化忽略不计）,0.2,解得：,y,0.015(mol),x,0.015(mol),3.75 10,4,(mol/L),pH,-lg3.75 10,4,4-lg3.75,答：,0.015,根据电极反应：,正极：,负极：,Zn,2e,-,Zn,2+,2H,+,+2e,-,H,2,得：,2 2 22.4,x,y,0.168,解：,0.20.1252,c,(H,+,),余,2H,+,2eH,2,大,0.015,原电池原理应用：,(4)判断溶液pH值变化例4：在Cu-Zn原电池中，200m,(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。,“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：,(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,以以下反应为基础设计原电池,（,H,+,）,MnO,4,-,+8H,+,+5e,-,=Mn,2+,+4H,2,O,Pt,或石墨,Pt,或石墨,负极：,正极：,5Fe,2+,5e,-,=5Fe,3+,5Fe,2+,+MnO,4,-,+8H,+,=5Fe,3+,+Mn,2+,+4H,2,O,6.,利用原电池原理设计新型化学电池,以以下反应为基础设计原电池（H+）MnO4-+8H+,第三课时完,电极反应式的书写方法,(1),一般电极反应式的书写,(2),复杂反应式的书写,第三课时完电极反应式的书写方法(2)复杂反应式的书写,二、原电池正负极判断,原电池原理的应用,1.,由组成原电池的电极材料判断,一般 负极,的金属,正极,的金属或,导体，以及某些金属氧化物,可以理解成：,与电解质溶液反应,练习：,Mg-Al-H,2,SO,4,中,是正极，,是负极,Mg-Al-NaOH,中,是正极,是负极,Mg,Al,Al,Mg,活泼性强,活泼性弱,非金属,负极,二、原电池正负极判断原电池原理的应用1.由组成原电池的电,1.,由组成原电池的电极材料判断,2.,根据电子（电流）流动的方向判断,电子由,流出，流入,；,电流由,流出，流入,。,负极,正极,正极,负极,1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向,1.,由组成原电池的电极材料判断,2.,根据电子（电流）流动的方向判断,3.,根据电极反应类型判断,负极,电子，发生,反应,正极,电子，发生,反应,失,得,氧化,还原,1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向,1.,由组成原电池的电极材料判断,2.,根据电子（电流）流动的方向判断,3.,根据电极反应类型判断,4.,根据电解质溶液离子移动的方向判断,阴离子向,极移动（负极带正电荷）,阳离子向,极移动（正极带负电荷）,负,正,1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向,1.,由组成原电池的电极材料判断,2.,根据电子（电流）流动的方向判断,3.,根据电极反应类型判断,4.,根据电解质溶液离子移动的方向判断,5.,根据电极现象来判断,负极,；,正极,；,牺牲、溶解,增重、气泡,1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向,1.,由组成原电池的电极材料判断,2.,根据电子（电流）流动的方向判断,3.,根据电极反应类型判断,4.,根据电解质溶液离子移动的方向判断,5.,根据电极现象来判断,6.,燃料电池中,燃料在,反应,氧化剂在,反应,负极,正极,1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向,巩固：,已知反应,AsO,4,3,+2I,+2H,+,AsO,3,+I,2,+H,2,O,是可逆反应设计如图装置，进行下述操作：,(),向,(B),烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表,指针偏转；,(),若改往,(B),烧杯中滴加,40,NaOH,溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转,试回答：,(1),两次操作过程中指针为什么会发生偏转,?,答：,。,(2),两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反,?,试用平衡移动原理解释此现象,答：,_,。,(3)(),操作过程中,C,1,棒上发生的反应为,。,(4)(),操作过程中,C,2,棒上发生的反应为,。,这是原电池，指针偏转是由于电子流过电流表,B,中加盐酸，,AsO,4,3,发生得电子反应为正极；而当加入,NaOH,后，,AsO,3,3,发生失电子反应，为负极；,2I,2e,=I,2,AsO,3,3,2e,+2OH,=AsO,4,3,+H,2,O,巩固：已知反应AsO43+2I+2H+,(3),比较金属腐蚀的快慢,原电池原理应用：,在某些特殊的场所,金属的电化腐蚀是不可避免的,如轮船在海中航行时,为了保护轮船不被腐蚀，可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属如,Zn,。这样构成的原电池,Zn,为负极而,Fe,为正极，从而防止铁的腐蚀。,(3)比较金属腐蚀的快慢原电池原理应用：在某些特殊的,谢 谢！,谢 谢！,38,