原电池ppt课件

第四章电化学基础,第一节原电池,教学目标：1.了解原电池的工作原理和构成条件2.初步学会自主设计原电池3.能判断正负极4.能够写出电池反应和电极反应方程式,1,（1）单液原电池能自发进行氧化还原反应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。有电解质溶液形成闭合回路,2.原电池的构成条件,两极一液成回路，氧化还原是中心。,1.定义：利用反应，把转变为的装置。,化学能,电能,氧化还原,一、原电池的构造,2,讨论：,1.下列哪几个装置能形成原电池？,A,B,D,F,M,C,N,O,V,X,V,V,V,X,X,X,V,3,（2）双液液原电池自发的氧化还原反应要有导电性不同的两个电极两个半反应在不同的区域进行用导线和盐桥分别将两个半电池连接在一起,盐桥的作用：,1、勾通内电路,2.平衡电荷，使溶液呈电中性,4,氧化反应,Zn-2e=Zn2+,铜锌原电池,电解质溶液盐桥,失e-，沿导线传递，有电流产生,还原反应,Cu2+2e-=Cu,阴离子,阳离子,负极,正极,3.原电池工作原理：,外电路,内电路,5,4.原电池正负极判断,（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,练习：Mg-Al-H2SO4中，是正极，是负极。,Mg,Al,活泼性强,活泼性弱,非金属,6,（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,（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,（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,（5）.根据电极现象来判断负极；正极；,溶解,增重、气泡,（6）燃料电池中燃料在反应氧化剂在反应,负极,正极,7,讨论：,正极：负极：,2.判断下列原电池的正负极？,AlMg,MgAl,AlCu,(金属活泼性),(Mg不与NaOH反应),(Al发生钝化),8,5.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,9,练习：,3.写出电极反应式和总反应式,正极：负极：,(Al)(Mg),Mg2e-=Mg2+（氧化反应）,2H+2e-=H2（还原反应）,总反应：Mg+2H+=Mg2+H2,正极：负极：,(Ag)(Fe),Cu2+2e-=Cu（还原反应）,总反应：Fe+Cu2+=Fe2+Cu,Fe2e-=Fe2+（氧化反应）,10,1.某原电池总反应式为：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，能实现该反应的原电池是()2.将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。,B,11,、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液,6、原电池的设计例1、利用Fe+Cu2+=Fe2+Cu，设计一个原电池.,Cu,Fe,CuSO4,FeSO4,化合价升高失2e-,化合价降低得2e-,12,1.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；,二、原电池的主要应用：,5.解释某些化学现象。,13,(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H2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，一般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。,14,(2)比较反应速率,例2：,下列制氢气的反应速率最快的是,C.粗锌和1mol/L盐酸；,A.纯锌和1mol/L硫酸；,B.纯锌和18mol/L硫酸；,D.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。,（D）,当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H2时,纯Zn反应不如粗Zn跟酸作用的速率快。,15,(3)比较金属腐蚀的快慢,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。,16,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）,17,(4)判断溶液pH值变化,例4：,在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4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：,y0.015(mol),x0.015(mol),3.75104(mol/L),pH-lg3.75104,4-lg3.75,答：,0.015,解：根据电极反应：,负极：Zn2e-Zn2+,正极：2H+2e-H2,得：,2222.4,xy0.168,0.20.1252,c(H+)余,2H+2eH2,大,0.015,18,(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”