2019年高中化学 第四章 电化学基础 4.1 原电池课件 新人教版选修4.ppt

第四章电化学基础 第一节原电池 目标导航 预习导引 1 能说出原电池的工作原理及构成条件 2 能写出电极反应式和电池反应方程式 3 能设计简单的原电池 目标导航 预习导引 一 二 一 原电池1 工作原理 以锌铜原电池为例 1 实验现象 电流表指针发生偏转 锌片逐渐溶解 铜片上有红色物质沉积 将盐桥取出 电流表指针回到零点 目标导航 预习导引 一 二 2 工作原理 目标导航 预习导引 一 二 2 原电池形成的条件 1 两个活泼性不同的电极 相对活泼的金属作负极 较不活泼的金属或非金属作正极 2 电解质溶液 3 形成闭合回路 4 能自发地发生氧化还原反应 目标导航 预习导引 一 二 盐桥的作用是什么 提示 1 连接两个半电池构成闭合回路 2 保持盐桥两边电解质溶液呈电中性 目标导航 预习导引 一 二 如何判断原电池的正负极 提示 1 根据原电池两极发生的变化来判断 原电池的负极总是失电子 发生氧化反应 负失氧 正极总是得电子 发生还原反应 正得还 2 根据电流方向或电子流动方向判断 电流是由正极流向负极 电子流动方向是由负极流向正极 3 根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断 在原电池的电解质溶液中 阳离子移向的极是正极 阴离子移向的极是负极 4 由组成原电池两极的电极材料判断 一般是活动性较强的金属为负极 活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极 目标导航 预习导引 一 二 5 根据原电池两极发生的现象判断 质量减小的电极为负极 有金属析出或有气泡放出的一极为正极 此规则具有相当的局限性 可用于一些常规原电池的电极判定 如Al Cu与稀硫酸构成的电池 但不适用于目前许多的新型燃料电池和可充电电池电极的判定 6 燃料电池 充入燃料 如H2 CO CH4 CH3OH N2H4等 的一极为负极 充入助燃剂 如O2 NO2等 的一极为正极 目标导航 预习导引 一 二 二 原电池的设计1 电极用还原性较强的物质作负极 向外电路提供电子 用氧化性较强的物质作正极 从外电路得到电子 2 构成将两电极浸在电解质溶液中 通过阴 阳离子的定向移动形成内电路 3 原理放电时负极上的电子通过导线流向正极 再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路 知识梳理 典例透析 一 二 三 一 原电池的判定依据原电池的形成条件分析判断 主要是 四看 一看电极 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 二看溶液 两极插入电解质溶液中 三看回路 形成闭合回路或两极直接接触 四看本质 有无自发的氧化还原反应发生 知识梳理 典例透析 一 二 三 二 原电池的工作原理和正负极的判断1 原电池的工作原理 知识梳理 典例透析 一 二 三 2 原电池正负极的一般判断 知识梳理 典例透析 一 二 三 特别提醒 Mg Al NaOH溶液构成的原电池 Al为负极 Fe 或Al Cu 浓硝酸构成的原电池 Cu为负极 知识梳理 典例透析 一 二 三 三 原电池原理的应用1 比较金属活动性强弱例证 有两种金属a和b 用导线连接后插入稀硫酸中 观察到a极溶解 b极上有气泡产生 根据电极反应现象判断出a是负极 b是正极 因此 金属活动性a b 2 增大化学反应速率例证 实验室利用锌与稀硫酸反应制取氢气时 通常向稀硫酸中滴入几滴硫酸铜溶液 原理 锌与置换出的铜及稀硫酸构成原电池 使产生氢气的速率增大 知识梳理 典例透析 一 二 三 2 确定电极材料 如发生氧化反应的物质为金属单质 可用该金属直接作负极 如为气体 如H2 或溶液中的还原性离子 可用惰性电极 如Pt 石墨棒 作负极 发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼 本例中可用铜棒作负极 用铂丝或石墨棒作正极 知识梳理 典例透析 一 二 三 3 确定电解质溶液 电解质是使负极放电的物质 因此电解质溶液一般能够与负极发生反应 或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应 如空气中的氧气 但如果两个半反应分别在两个容器中进行 中间连接盐桥 则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子 如本例中可用FeCl3溶液作电解质溶液 4 构成闭合回路 将电极用导线连接 使之构成闭合回路 知识梳理 典例透析 一 二 三 特别提醒设计原电池时 若氧化还原反应方程式中无明确的电解质溶液 可用水作电解质 但为了增强其导电性 通常加入强碱或强酸 如燃料电池 水中一般要加入KOH或H2SO4 知识梳理 典例透析 知识点1 知识点2 知识点3 原电池的判断 答案 B 知识梳理 典例透析 知识点1 知识点2 知识点3 点拨判断一个装置是否构成原电池的关键就是抓好 一看二标 即看是否有自发的氧化还原反应存在 以构成原电池的三个条件为标准 两个活泼性不同的电极 插入电解质溶液 形成闭合回路 若上述条件都满足则可形成原电池 知识梳理 典例透析 知识点1 知识点2 知识点3 原电池的工作原理 例题2 下图为一原电池装置 下列叙述中正确的是 A 铜离子在铜片表面被还原B 盐桥中的K 移向ZnSO4溶液C 电流从锌片经导线流向铜片D 铜是正极 铜片上有气泡产生 知识梳理 典例透析 知识点1 知识点2 知识点3 答案 A 知识梳理 典例透析 知识点1 知识点2 知识点3 原电池原理的应用 例题3 利用反应Zn 2FeCl3ZnCl2 2FeCl2设计一个原电池 在下图方格内画出实验装置图 并指出正极材料为 电极反应式为 负极材料为 电极反应式为 知识梳理 典例透析 知识点1 知识点2 知识点3 知识梳理 典例透析 知识点1 知识点2 知识点3 知识梳理 典例透析 知识点1 知识点2 知识点3 点拨要牢记原电池正负极反应的反应类型 以便确定正负极材料 同时要根据电池反应方程式 选择合适的电解质溶液 为了确保能写出正确答案 可将所设计的电池反应方程式写出 与题中所给的方程式对比 检查