高中化学 《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 负极 正极 我们已经学习过的原电池 负极反应 zn 2e zn2 正极反应 2h 2e h2 1 原电池的定义 将化学能转变为电能的装置 2 原电池的实质 将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动 即将化学能转化成电能 3 组成原电池的条件 一 复习与回顾 先对下列装置是否构成原电池作出判断 装置图在下页 zn a zn so42 h h a zn so42 h h c a zn cu 煤油 so42 h h so42 zn h h cu a x x x a zn so42 h h 木条 x 组成原电池的条件 a 有两种活泼性不同的金属作电极 或金属与能导电的非金属或化合物 注意 燃料电池中两极可同选石墨或铂b 有电解质溶液c 构成闭合的回路d 能自发发生氧化还原反应 即 两极一液一线 zn 下图所示装置 能否构成原电池 能 电极反应如下 zn 2e zn2 cu2 2e cu 总反应 zn cu2 zn2 cu 负极 较活泼的极 发生氧化反应 失去电子的一极 正极 不活泼的极 发生还原反应 得到电子的一极 4 原电池电极 电子流出的极 电子流入的极 5 原电池的原理 从化学反应看 原电池的原理是 反应中的还原剂 电子经过导线传递给氧化剂 使 和 分别在两个电极上进行较活泼的电极 是原电池的 它 电子 发生 反应较不活泼的电极 是原电池的 它 电子 发生 反应 氧化还原 失去 氧化反应 负极 失去 氧化 正极 得到 还原 还原反应 实验探究 请根据反应 zn cuso4 znso4 cu设计一个原电池 并进行实验 实验设计一 有电流 但不稳定 两个电极上都有红色物质生成 随着实验时间的延续 电流表指针偏转的角度逐渐减小 最终没有电流通过 同时锌片表面逐渐被铜覆盖 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 这样改进行不行 实验设计二 能形成原电池 不能形成原电池 实验设计三 负极 锌电极 zn 2e zn2 氧化反应 正极 铜电极 cu2 2e cu 还原反应 工作原理分析 用导线连接后 zn片失去电子 形成zn2 进入溶液 电子通过导线流向cu片 溶液中的cu2 在cu片上得到电子生成cu 导线 缺点 形成原电池时 在两极形成电荷堆积 导线上也会出现电子堆积 电阻致使电子不能畅通定向移动 无法形成持续稳定地电流 由盐桥连接的两溶液保持电中性 两个烧杯中的溶液连成一个通路 导线的作用是传递电子 沟通外电路 而盐桥的作用则是沟通内电路 装置构成 两个半电池组成 盐桥 在u型管中装满用饱和kcl溶液和琼胶作成的冻胶 盐桥的作用 使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 交流探讨 两种原电池有何相同点和不同点 相同点 都利用了氧化还原反应原理 都有导电性不同的两个电极 都能产生电流 外电路均是电子的定向移动 内电路均是离子的定向移动 不同点 1两个半反应在同一区域进行 电流不稳定 2两个半反应在不同区域进行 中间用盐桥连接 电流持续 稳定 如图所示 用盐桥相连 能否构成原电池 实验设计三 负极反应 zn 2e zn2 正极反应 cu2 2e cu 能 电极反应如下 1 盐桥的成分 饱和的kcl溶液和琼脂制成的胶冻 胶冻的作用是防止管中溶液流出 2 盐桥的作用 可使由它连接的两溶液保持电中性 解释 锌盐溶液会由于锌溶解成为zn2 而带上正电 铜盐溶液会由于铜的析出减少了cu2 而带上了负电 保障整个电路闭合 维持反应进行 转移离子 沟通内电路 认识盐桥 根据下式所表示的氧化还原反应设计一个能持续产生电流的原电池装置 zn s fe2 aq zn2 aq fe s 1 装置可用烧杯和盐桥 画出此原电池的装置简图 2 注明原电池的正极 负极 并标明外电路中的电子流向 3 写出两电极上的电极反应式 同步练习 在cuso4溶液中放入一片zn 将发生下列氧化还原反应 zn s cu2 aq zn2 aq cu s 在溶液中电子直接从zn片传递给cu2 使cu2 在zn片上还原而析出金属cu 同时zn氧化为zn2 这个反应同时有热量放出 这是化学能转化为电能的结果 二 进一步认识原电池 cu2 zn zn2 cu 1 结构 1 两个电极分装 2 利用盐桥连通 3 导线转移电子 盐桥转移离子 4 流向问题 电子 极经过导线 极 电流 极经过导线 极 阳离子 经过盐桥 极 阴离子 经过盐桥 极 离子 2 盐桥 在u型管中装满用饱和kcl溶液和琼胶作成的冻胶 这种装置能将化学能转变为电能 称为原电池 正极 铜电极 cu2 2e cu负极 锌电极 znzn2 2e 正 负两极分别发生的反应 称为电极反应 练习 判断下列哪些装置构成了原电池 若不是 请说明理由 若是 请指出正负极名称 并写出电极反应式 2h 2e h2 负极 总反应 正极 zn 2e zn2 zn 2h zn2 h2 负极 正极 总反应 正极 负极 总反应 zn 2e zn2 2h 2e h2 zn 2h zn2 h2 fe 2e fe2 cu2 2e cu fe cu2 fe2 cu fe cuso4 cu feso4 负极 正极 总反应 zn 2e zn2 cu2 2e cu zn cu2 zn2 cu 或zn cuso4 znso4 cu 负极 正极 总反应 fe 2e fe2 2h 2e h2 fe 2h fe2 h2 或fe h2so4 feso4 h2 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 3 试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池 zn 2agno3 zn no3 2 2ag 2fe3 fe 3fe2 d zn agno