双液原电池及应用汇总课件

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,*,1，原电池概念。,2，构成原电池的条件。,3，原电池的正负极和电子流向判断。,4，原电池的工作原理。,知识回顾,1，原电池概念。知识回顾,1,双液原电池及应用汇总课件,2,氧化反应,Zn-2e=Zn,2+,铜锌原电池,电解质溶液,失e，沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H,+,+2e,-,=H,2,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,2H,+,+2e,-,=H,2,Zn-2e,-,=Zn,2+,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,Zn+H,2,SO,4,=ZnSO,4,+H,2,(离子方程式）,（化学方程式）,电极反应,正极：,负极：,（氧化反应）,（还原反应）,阳离子,氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失e，沿导,3,判断是不是原电池。,请指出正负极名称，,并写出电极反应式.,电池反应式。,判断是不是原电池。,4,第一节 原 电 池,（第2课时）,第一节 原 电 池,5,本节任务,一、原电池正负极的判定,二、原电池原理探究及分析,三、原电池的设计方法,本节任务一、原电池正负极的判定,6,方法一：根据电极材料的性质确定。,1.对于金属金属电极，,活泼金属是负极，不活泼金属是正极；,2.对于金属非金属电极，,金属是负极，非金属是正极，如干电池等；,3.对于金属化合物电极，,金属是负极，化合物是正极。,方法二：根据电极反应的本身确定。,失电子的反应氧化反应负极；,得电子的反应还原反应正极。,电极的判断,方法一：根据电极材料的性质确定。电极的判断,7,方法三：根据电子、电流、溶液中离子的流向确定。,1.根据电子的流向判断,电子流出的是负极，流入的是正极；,2.根据电流的流向判断,电流流出的是正极，流入的是极；,3.根据溶液中离子的流向判断,溶液中阳离子流向的是正极，阴离子流向的是负极；,方法四：根据电极现象确定。,不断溶解、质量减少的是负极；,电极质量增加或电极质量不变但有气体产生的是正极；,方法三：根据电子、电流、溶液中离子的流向确定。,8,？,提出问题：,上图是我们将锌片和铜片置于CuSO,4,的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长,电流就很快减弱，因此不适合实际应用,。,这是什么原因造,成的呢？有没有什么改进措施？,一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究,CuSO,4,溶液,电流表指针发生偏转，但不稳定。,？提出问题：一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究CuSO,9,CuSO,4,溶液,思考：如何才能得到持续稳定的电流？,分析：,由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，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，不再构成原电池，也就没有电流产生。,CuSO4 溶液 思考：如何才能得到持续稳定的电流？分析：,10,此电池的优点：,能产生持续、稳定的电流。,此电池的优点：,11,实验三,实验探索,实验现象：,分析,：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？,有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。,取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。,盐桥制法：,1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH,4,NO,3,的饱和溶液中即可。2)将KCl或NH,4,NO,3,的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。,实验三实验探索实验现象：分析：改进后的装置为什么能够持续、稳,12,盐桥的作用：,Cl,-,向锌盐方向移动，K,+,向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。,此装置优点：,能稳定长时间放电,a.连通原电池的,内电路,，,避免两溶液直接接触，,形成闭合回路。,b.平衡电荷。,导线：传递电子，沟通外电路,盐桥的作用：此装置优点：能稳定长时间放电a.连通原电池的内电,13,盐桥的作用：,（,1,）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触,。,得出结论,由于盐桥（如,KCl,）的存在，其中阴离子,Cl,-,向,ZnSO,4,溶液扩散和迁移，阳离子,K,+,则向,CuSO,4,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进行，一直到锌片全部溶解或,CuSO,4,溶液中的,Cu,2+,几乎完全沉淀下来。,若电解质溶液与,KCl,溶液反应产生沉淀，可用,NH,4,NO,3,代替,KCl,作盐桥。,（,2,）平衡电荷。,在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是,靠离子迁移完成,的。,取出盐桥，,Zn,失去电子形成的,Zn,2+,进入,ZnSO,4,溶液，,ZnSO,4,溶液因,Zn,2+,增多而带正电荷。同时，,CuSO,4,则由于,Cu,2+,变为,Cu,，使得,SO,4,2-,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向铜片，造成电流中断。,盐桥的作用：得出结论 由于盐桥（如KCl）的存,14,请将氧化还原反应,Cu+2Ag,+,=Cu,2+,+2Ag,设计成一个,能产生稳定电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。,（,1,）装置可采用烧杯和盐桥,（,2,）注明原电池的正极和负极,（,3,）注明外电路中电子的流向,（,4,）写出两个电极上的电极反应,提,示,与,要,求,AgNO,3,Cu,Ag,CuSO,4,A,盐桥:饱和KCl溶液,三、设计原电池,请将氧化还原反应 Cu+2Ag+=Cu2+2Ag 设计,15,练习：,利用反应Zn+2FeCl,3,=2FeCl,2,+ZnCl,2,，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,-,=Zn,2+,（氧化反应）,正极（Pt或C）：2Fe,3+,+2e,-,=2Fe,2+,（还原反应）,(+),(-),盐桥,Zn,C,ZnCl,2,溶液,FeCl,3,溶液,G,原电池的,设计,：,练习：利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2,16,小 结,一、原电池原理探究及分析,二、原电池正负极的判定,三、原电池的设计方法,小 结一、原电池原理探究及分析,17,请将氧化还原反应,Cu+2Ag,+,=Cu,2+,+2Ag,设计成一个,能产生持续、,稳定电流的原电池装置,Cu,CuSO,4,Ag,AgNO,3,练习：,请将氧化还原反应 Cu+2Ag+=Cu2+2Ag 设计,18,1、依探究实验的原理，按以,下反应设计一个能持续产生电流的原电池装置，画出装置图。,Cu+2AgNO,3,=Cu(NO,3,),2,+2Ag,课堂练习,AgNO,3,Ag Cu,Cu(NO,3,),2,A,说明：盐桥为含有琼胶的KNO3饱和溶液,1、依探究实验的原理，按以下反应设计一个能持续产生电流的原电,19,2、根据上述原理，为获得较长时间的稳定电流，如何将“Zn-稀H,2,SO,4,-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？,课堂练习,A,稀H,2,SO,4,锌片 铜片,ZnSO,4,Zn Cu,H,2,SO,4,A,2、根据上述原理，为获得较长时间的稳定电流，如何将“Zn-,20,3.,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，说明理由；若是，指出正负极名称并写出电极反应式。,(A)(B),(C)(D),CuCl,2,FeCl,3,A,Cu,C,3.判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，说明理由；若是，指,21,(2007年高考海南化学卷)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。,盐桥,X,Y,A,CuSO,4,溶液,电流计,Ag,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。,铜(或Cu),AgNO,3,溶液,正,Ag,e,Ag,Cu-2e,Cu,2,负(Cu),正(Ag),(2007年高考海南化学卷)依据氧化还原反应：2Ag(a,22,(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）,6、原电池原理应用：,第3课时,(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,23,(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：,(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,24,(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：,(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,25,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),例4：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速(4),26,(4)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：,(4)原电池原理的综合应用例6：市场上出售的“热敷袋”的主要,27,拓展练习,（,1,）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到,的现象：,两极反应式为：正极,；,负极,。,该装置将,转化为,。,（,2,）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，,则负极为,，,总反应方程为,。,镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；,Mg,2e,=Mg,2+,化学能,电能,2H,+,+2e-=H,2,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,+3H,2,Al,3e,-,+2OH-=H,2,O+AlO,-,拓展练习镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针,28,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_？（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：,Zn2e,-,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：,判断溶液pH值变化例5：在Cu-Zn原电池中，200mLH2,29,小 结：原电池,1、定义,2、工作原理,3、形成条件,4、双液原电池,盐桥,盐桥的作用,工作原理,小 结：原电池1、定义2、工作原理3、形成条件4、双液原电,30,5.设计原电池,2.比较反应速率,1.比较金属活动