江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学高中化学 专题1 第二单元 第1课时 原电池的工作原理课件 苏教版选修4.ppt

第二单元化学能与电能的转化第1课时原电池的工作原理 专题1化学反应与能量变化 课程标准导航1 了解原电池的构造特点及工作原理 2 能正确书写原电池的电极反应式和电池反应方程式 一 原电池的概念将 转化为 的装置 二 构成原电池的条件1 两个 不同的电极 材料可以是 或 2 电极均插入 中 3 构成 4 能自发地发生氧化还原反应 自主学习 化学能 电能 活泼性 金属 导电的非金属 电解质溶液 闭合回路 想一想1 构成原电池的化学反应有何特点 提示 必须是自发的氧化还原反应 原电池是化学能转化为电能的装置 发生的反应必定是放热反应 即反应的焓变小于零 三 原电池的工作原理 以铜锌原电池为例 装置举例 失 得 负 正 氧化 还原 想一想2 电极反应与电池反应有何区别与联系 提示 电极反应是分别在两极上发生的 半反应 氧化反应或还原反应 电池反应是两个电极反应加合消去电子后的总反应 可通过电极反应相加求电池反应 也可通过电池反应减一个电极反应求另一个电极反应 自主体验 1 如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是 解析 选b 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 2 关于如图所示的叙述中 正确的是 a 铜是阳极 铜片上有气泡产生b 铜片质量逐渐减少c 电流从锌片经导线流向铜片d 氢离子在铜片表面被还原 解析 选d a项 铜是正极 b项 原电池正极发生还原反应 2h 2e h2 故铜片质量不变 c项 电流由正极 铜片 经导线流向负极 锌片 故正确答案为d 3 有关原电池的下列说法中正确的是 a 在外电路中电子由正极流向负极b 在原电池中 只有金属锌作负极c 原电池工作时 阳离子向正极方向移动d 原电池工作时 阳离子向负极方向移动解析 选c 在原电池中 电子从负极流向正极 a错误 原电池中是活泼金属作负极 而不一定是锌 随着反应的进行 阳离子在正极被还原 所以电解质溶液中的阳离子向正极移动 而阴离子向负极移动 探究导引fe cu cuso4溶液构成的原电池 正负极分别是什么 提示 从电极材料看 较活泼的金属为负极 较不活泼的金属为正极 fe为负极 cu为正极 要点一原电池正负极的判断方法 要点归纳 特别提醒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 1 控制适合的条件 将反应2fe3 2i 2fe2 i2设计成如下图所示的原电池 下列判断不正确的是 即时应用 a 反应开始时 乙中石墨电极上发生氧化反应b 反应开始时 甲中石墨电极上fe3 被还原c 电流计读数为零时 反应达到化学平衡状态d 电流计读数为零后 在甲中溶入fecl2固体 乙中的石墨电极为负极 解析 选d 由反应2fe3 2i 2fe2 i2可知 反应开始时甲中fe3 发生还原反应 乙中i 发生氧化反应 电流计读数为零 说明单位时间内由甲流向乙的电子数与由乙流向甲的电子数相等 生成fe3 的物质的量与消耗的fe3 相等 则反应达到了平衡状态 此时在甲中溶入fecl2固体 则平衡向逆反应方向移动 乙中i2发生还原反应 则乙中石墨电极为正极 探究导引1在锌与稀h2so4反应时加入少量cuso4溶液为什么能使产生h2的速率加快 提示 因为zn cu2 zn2 cu 生成的铜与锌在稀h2so4中构成原电池 可以加快反应速率 要点二原电池原理的应用 探究导引2如何证明镁比铝的金属性活泼 提示 将镁条与铝条用一根导线相连 插入到稀h2so4中 观察到镁条溶解 铝条上有气泡产生 由此证明镁比铝易失电子 金属性活泼 要点归纳 设计原电池的一般思路 即时应用 2 根据氧化还原反应cu 2ag cu2 2ag设计一个原电池 1 装置可采用烧杯和盐桥 画出此原电池的装置简图 2 注明原电池的正极和负极 3 注明外电路中电子的流向 4 写出两个电极上的电极反应 解析 首先将已知的反应拆成两个半反应 cu 2e cu2 2ag 2e 2ag 然后结合原电池的电极反应特点分析可知 该电池的负极应该用cu作材料 正极材料为ag 原电池由两个半电池组成 铜与铜盐溶液组成铜半电池 银和银盐溶液组成银半电池 中间通过盐桥连接起来 答案 1 2 3 如下图所示 4 负极 cu 2e cu2 正极 2ag 2e 2ag 铜锌原电池 如图 工作时 下列叙述正确的是 双选 a 正极反应为 zn 2e zn2 b 电池反应为 zn cu2 zn2 cuc 在外电路中 电子从负极流向正极d 盐桥中的k 移向znso4溶液 思路点拨 负极失电子 正极得电子 盐桥中的k 移向正极 解析 zn是原电池的负极 故a错 原电池总反应与没有形成原电池时的氧化还原反应相同 故b正确 根据闭合回路的电流方向 在外电路中 电流由正极流向负极 因电子流向与电流的方向相反 即电子由负极流向正极 故c正确 在溶液中 阳离子向正极移动 故d错 答案 bc 名师点睛 考查对原电池工作原理的分析能力 利用原电池反应检测金属的活动性 经典案例 某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序 有甲 乙两位同学均使用镁片与铝片作电极 但甲同学将电极放入6mol l 1稀h2so4中 乙同学将电极放入6mol l 1的naoh溶液中 如图所示 1 写出甲池中发生的有关电极反应式 负极 正极 2 乙池中负极为 正极发生 反应 总反应离子方程式为 3 如果甲与乙两位同学均认为 构成原电池的电极材料若是金属 则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼 则甲会判断出 活动性更强 而乙会判断出 活动性更强 填写元素符号 4 由此实验 可得到如下哪些结论 a 利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质 b 镁的金属性不一定比铝的金属性强c 该实验说明金属活动性顺序表已过时 已没有实用价值d 该实验说明化学研究对象复杂 反应条件多变 应具体问题具体分析 5 上述实验也反过来证明了 利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正 负极 这种做法 填 可靠 或 不可靠 如不可靠 则请你提出另一个判断原电池正 负极可行的实验方案 解析 1 甲池中电池总反应方程式为mg h2so4 mgso4 h2 mg作负极 电极反应式为 mg 2e mg2 al作正极 电极反应式为 2h 2e h2 2 乙池中电池总反应方程式为 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 所以负极为al 正极为mg 正极上发生还原反应 3 甲池中mg为负极 al为正极 乙池