选修4第4章第一节原电池课件.ppt

第四章电化学基础,第一节原电池,吉安县二中游小刚,学习目标：,1、体验化学能与电能相互转化的探究过程；2、进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；3、能够写出电极反应式和电池反应方程式.,1、原电池是_的装置。原电池反应的本质是_。,将化学能转化为电能,氧化还原反应,2、如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀H2SO4时：Zn电极是_（填“正”或“负”）极，其电极反应为_，该反应是_（填“氧化”或“还原”，下同）反应；Cu电极是_极，其电极反应为_,该反应是_反应。,负,Zn2e-=Zn2+,氧化,正,2H+2e-=H2,还原,复习回顾,（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时：Zn电极是_极，其电极反应为_，该反应是_反应；Cu电极是_极，其电极反应为_,该反应_反应.,负,Zn2e-=Zn2+,氧化,正,Cu2+2e-=Cu,还原,3、判断以下哪些是原电池？,是,是,形成原电池的几个条件是：,本质和核心:能自发进行氧化还原反应。,1、两个活泼性不同的电极。,2、电极材料插入电解质溶液中。,3、两极相连形成闭合回路。,探索新知一：对锌铜原电池工作原理的进一步探究,思考：我们都知道这种装置的原电池可以产生电流，但如果用它做电源，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。你知道这是什么原因造成的吗？有没有什么改进措施？,造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌表面析出，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，不在构成原电池了，也就没有电流在产生。,为了避免发生这种现象，我们可以设计如下图（书P71图4-1）所示的原电池装置，那这个装置为什么能够持续、稳定的产生电流呢？盐桥在此的作用是什么？（参考教材72页）,由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4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CuSO4溶液中的Cu2+几乎完全沉淀下来。,盐桥中的盐溶液是电解质溶液，能使两个烧杯中的溶液连成一个通路。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-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。,问题：上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。,负极（锌片）：Zn2e-=Zn2+（氧化反应）,正极（铜片）：Cu2+2e-=Cu（还原反应）,电池反应（总化学方程式）：Zn+Cu2+=Zn2+Cu,电池符号：ZnZnSO4CuSO4Cu负极盐桥正极,探索新知二：由两个半电池组成原电池的工作原理,把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。,在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。,练习：锌铜原电池产生电流时，阳离子（）A移向Zn极，阴离子移向Cu极B移向Cu极，阴离子移向Zn极C和阴离子都移向Zn极D和阴离子都移向Cu极,B,1、下列装置中电流表指针会发生偏转的是（）,3,（3）原电池的正负极的判断方法,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,负极正极,宏观判断：根据电极材料根据原电池电极发生的反应,负极正极,发生氧化反应的极发生还原反应的极,根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：,质量增加的电极工作后质量减少的电极,正极负极,工作后，有气泡冒出的电极为正极,1.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()AabcdBacdbCcab.dDbdca,B,2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是,A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D.银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜,D,（4）电解质溶液和电极材料的选择,（电池的电极必须导电）,电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。,活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt,1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液,Cu,C,FeCl3,CuCl2,试试看：请根据氧化还原反应:Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池。写出电极反应式。并画出装置