高二化学优化巩固课件：第四章第一节原电池（新人教版选修4）

欢迎进入化学课堂 第一节原电池 预习全程设计 名师全程导学 案例全程导航 训练全程跟踪 原电池及其工作原理1 概念把能转化为能的装置 化学 电 2 实验探究 细 粗 偏转 Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu 原电池 3 工作原理 以锌 铜原电池为例 锌片 铜片 Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu 氧化反应 还原反应 Zn Cu 4 原电池的构成条件 1 两个的电极 2 3 两电极与电解质溶液共同构成 4 能发生自发的氧化还原反应 活泼性不同 电解质溶液 闭合回路 作为原电池负极的物质 一定是活泼金属吗 提示 不一定 原电池的工作原理实质上是发生了氧化还原反应 电极本身可以参加电极反应 也可以不参加电极反应 故负极不一定是活泼金属 1 构成原电池电极的材料必须是活动性不同的两种金属 提示 错误 只要能导电 非金属如石墨也可以作原电池的正极材料 也有一些金属氧化物能够用于作原电池的正极 2 电池工作时 负极材料必须失电子被氧化 提示 错误 有些燃料电池是利用燃烧的反应设计而成的 如氢氧燃料电池 甲烷燃料电池等 都是被燃烧物在负极处发生氧化反应 而负极材料并不消耗 3 在用锌粒与稀盐酸反应制取氢气时 往往向反应液中滴加几滴硫酸铜溶液 结果发现反应加快 这是利用了原电池原理 提示 正确 因为锌与Cu2 发生置换反应生成了少量的铜单质 附在锌的表面构成了铜锌原电池 4 在必修2教材学过的Cu Zn原电池装置简单 选修4教材中加了盐桥 后者工作效率更高 提示 正确 因为必修2教材中学的那种简易装置 工作一段时间后 Zn片上会有少量Cu析出 在Zn片上也出现了许多微小原电池 电子直接转移至锌片上的铜 因此导线上通的电子数会减少 故效率降低 5 原电池的 盐桥 中装的必须是电解质 原电池工作时导线上有电子通过 盐桥中也一定有电子通过 提示 错误 因为金属导体是靠自由电子的定向移动而导电 电解质溶液只能是靠阴 阳离子的定向移动而导电 故盐桥上定向移动的只能是离子而不是电子 一 原电池工作原理1 原电池工作原理图示 2 原电池装置的判断方法 1 先分析有无外接电源 无外接电源的可能为原电池 然后依据原电池的形成条件分析判断 主要是 四看 看电极 两极为导体且存在活泼性差异 燃料电池的电极一般为惰性电极 看溶液 两极插入溶液中 看回路 形成闭合回路或两极直接接触 看本质 有无氧化还原反应发生 2 多池相连 但无外接电源时 两极活泼性差异最大的一池为原电池 二 原电池正负极的判断和电极反应式的书写1 原电池正负极的判断 1 由组成原电池的两电极材料判断 对原电池而言 活泼的金属是负极 活泼性较弱或能导电的非金属是正极 2 根据电流方向或电子流动方向判断 原电池中 电流由正极流向负极 电子由负极流向正极 3 根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断 在原电池内 阳离子移向正极 阴离子移向负极 4 根据两极发生的反应来判断 原电池的负极发生氧化反应 正极发生还原反应 5 根据反应现象判断 电极溶解的一极是负极 有固体析出或有气体放出的一极是正极 2 电极反应式的书写 1 分清负极发生氧化反应 一般是本身被氧化 正极发生还原反应 一般是电解质中的阳离子得电子 2 看清电解质 电极反应中生成的离子能否存在 3 注意得失电子守恒 特别关注 原电池的电极类型不仅跟电极材料有关 还与电解质溶液的性质有关 如镁 铝电极在稀硫酸中构成原电池 镁为负极 铝为正极 但若以氢氧化钠为电解质溶液 则铝为负极 镁为正极 三 原电池原理的应用1 比较不同金属的活泼性强弱对于酸性电解质 一般是作负极的金属为较活泼金属 作正极的是相对较不活泼的金属 2 原电池的反应速率较快构成原电池反应 往往能加快反应速率 如实验室制H2时 粗锌比纯锌反应快 或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液 反应加快 3 设计原电池从原理上讲 氧化还原反应均能设计原电池 从使用的角度 反应稳定 持久 电流功率大 环保是发展方向 特别关注 分析原电池装置 可分成三部分 1 两电极 电极名称和反应类型 2 内电路 电解质 离子的定向移动 3 外电路 理顺得失电子与氧化还原反应和电子流向的关系 考查点一原电池原理 例1 2010 陵水高二检测 某原电池总反应的离子方程式为 2Fe3 Fe 3Fe2 不能实现该反应的原电池是 A 正极为Cu 负极为Fe 电解质溶液为FeCl3B 正极为C 负极为Fe 电解质溶液为Fe NO3 3C 正极为Fe 负极为Zn 电解质溶液为Fe2 SO4 3D 正极为Ag 负极为Fe 电解质溶液为Fe2 SO4 3 答案 C 解析 还原剂应在负极上被氧化 材料为单质铁 氧化剂为Fe3 在正极上得到电子 电解质溶液应该为含有Fe3 的溶液 C选项不能实现2Fe3 Fe 3Fe2 关键一点 在判断电流方向时 易与电子流向混淆 在外电路 电流从正极流向负极 而电子流向则与电流方向相反 1 如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是 解析 依据构成原电池的四个必要条件分析 A中两电极相同 C中没有构成闭合回路 D中酒精是非电解质 唯有B符合条件 答案 B 考查点二原电池原理的应用 例2 X Y Z W四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电池 X Y相连时 X为负极 Z W相连时 电流方向是W Z X Z相连时 Z极上产生大量气泡 W Y相连时 W极发生氧化反应 据此判断四种金属的活动性顺序是 A X Z W YB Z X Y WC X Y Z WD Y W Z X 解析 在原电池中 活泼金属作原电池的负极 失去电子发生氧化反应 不活泼的金属作原电池的正极 阳离子或氧气等在正极得到电子发生还原反应 电子由负极经导线流向正极 与电流的方向相反 因此 X Y相连时 X为负极 则活动性X Y Z W相连时 电流方向是W Z 则活动性Z W X Z相连时 Z极上产生大量气泡 则活动性X Z W Y相连时 W极发生氧化反应 则活动性W Y 综上 可以得出金属的活动性顺序 X Z W Y 答案 A 关键一点 因对原电池的工作原理和电流方向模糊而出错 正 负极各发生还原 氧化反应 电流方向与电子流动方向相反 2 有A B C D四种金属 将A与B用导线连接起来 浸入电解质溶液中 B不易腐蚀 将A D分别投入等浓度的盐酸中 D比A反应剧烈 将铜浸入B的盐溶液里 无明显变化 如果把铜浸入C的盐溶液里 有金属C析出 据此 判断它们的活动性由强到弱的顺序是 A D C A BB D A B CC D B A CD B A D C 答案 B 解析 A与B用导线连接起来 浸入电解质溶液中构成原电池 B不易腐蚀 只能是A被氧化被腐蚀 即A作负极 B作正极 活动性A B A D与等浓度盐酸反应 D比A反应剧烈 即D的活动性强于A 铜不能从B的盐溶液中置换B 说明活动性B 铜 铜能从C的盐溶液中置换出C 说明活动性铜 C 则活动性由强到弱的顺序为 D A B C 点击此图片进入训练全程跟踪 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全