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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,*,第一节 原电池的工作原理,专题,1,化学反应与能量变化,第二单元 化学能与电能的转化,1,活动与探究一,向盛有,30ml 1.0mol/LCuSO,4,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。,现象,:,温度迅速上升，有红色物质析出,结论,:,Zn+Cu,2,+,Zn,2+,+Cu,化学能 热能,2,一、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,3,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,4,形成原电池的一般条件,（,1,）前提条件：有,自发的氧化还原反应,（,2,）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）,（,3,）两个电极必须插入,电解质溶液,中,（,4,）两极相连形成,闭合回路,（用导线连接或电,极直接接触）,5,【,小组讨论,】,根据,Zn+Cu,2+,=Zn,2+,+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,Cu,2+,+2e,-,=Cu,负极,（锌电极）：,氧化,反应,Zn-2e,-,=Zn,2+,电池总反应：,Zn+Cu,2+,=Cu+Zn,2+,Zn,Cu,CuSO,4,6,Cu,Zn,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,ZnSO,4,7,活动与探究二,如教材,P13,图,1-8,所示，向盛有,30ml1.0mol/LCuSO,4,溶液和,30ml1.0mol/L,的,ZnSO,4,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。,8,现象,:,电流计指针发生偏转,锌片变薄,铜片变厚,结论,:,化学能 电能,Zn-2e,-,=Zn,2+,Zn+Cu,2,+,Zn,2+,+Cu,2e,-,Cu,2+,+2e,-,=Cu,9,一、原电池的工作原理,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,10,2.,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）,：,Zn,2e,-,Zn,2+,正极（,还原,反应）,：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,4.,总反应式（,氧化还原,反应）,：,Zn+Cu,2+,Zn,2+,+Cu,一、原电池的工作原理,11,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。,12,二、原电池的设计,例：利用,Fe+Cu,2+,=Fe,2+,+Cu,设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。,负极：,Fe 2e,-,=Fe,2+,正极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,Cu,Fe,CuSO,4,FeSO,4,Fe,Cu,CuSO,4,13,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,14,练习：,利用,2Fe,3+,+Cu=2Fe,2+,+Cu,2+,设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。,正极：,2Fe,3,2e,-,=2Fe,2+,负极：,Cu-2e,-,=Cu,2+,Cu,C,CuSO,4,FeCl,3,C,Cu,FeCl,3,15,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,-,16,(-),：,Zn 2e,-,=Zn,2+,(+),：,2H,+,+2e,-,=H,2,电池反应：,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,Zn,Cu,H,2,SO,4,ZnSO,4,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,2,SO,4,17,三、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,18,四、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,19,1.,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,H,2,SO,4,B,、,A,是铜，,B,是锌，,C,为稀硫酸,C,、,A,是铁，,B,是银，,C,为,AgNO,3,溶液,D,、,A,是,Ag,，,B,是铁，,C,为,AgNO,3,溶液,G,C,A,B,D,问题解决,20,负极：,Fe,2e,-,=Fe,2,+,正极：,2H,+,+2,e,-,=H,2,总：,Fe+2H,+,=Fe,2,+,+H,2,稀 硫 酸,Fe,Cu,稀 硫 酸,Fe,Cu,NaCl,溶液,负极：,2,Fe,4,e,-,=,2,Fe,2,+,正极：,2H,2,O,+O,2,+4,e,-,=4OH,-,总：,2Fe+2H,2,O+O,2,=2Fe(OH),2,不同的介质 不同的电极反应,21,练习,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,22,5,.,原电池原理的综合运用 等。,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,.,判断溶液,pH,变化；,23,(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：,24,(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：,25,(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,(2),(1),(3),原电池原理应用：,26,(4),判断溶液,pH,值变化,例,5,：,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,_,(,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：,27,(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：,28,负极：,2,Al,+,8,OH,6,e,-,=,2,Al,O,2,+,4,H,2,O,正极：,6,H,2,O,+,6,e,-,=,3,H,2,+6,OH,总：,2Al,+2OH,+2H,2,O=2,Al,O,2,+3H,2,稀 硫 酸,负极：,Mg,2e,-,=Mg,2,+,正极：,2H,+,+2,e,-,=H,2,总：,Mg+2H,+,=Mg,2+,+H,2,不同的介质 不同的电极反应,29,负极：,Cu,2e,-,=,Cu,2+,正极：,4,H,+,+,2,NO,3,+,2,e,-,=,2,NO,2,+,2,H,2,O,总：,Cu,+4H,+,+2NO,3,=,2NO,2,+,Cu,2+,+2,H,2,O,负极：,Fe,2,e,-,=,Fe,2,+,正极：,2,H,+,+,2,e,-,=H,2,总：,Fe,+,2,H,+,=,Fe,2,+,+H,2,30,
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