高中化学 第四章 第1节 原电池课件 新人教版选修4.ppt

第四章电化学基础 第1节原电池 视频原电池工作原理导入 归纳总结原电池形成条件 设计原电池 用盐桥改良原电池等几个基本环节 完成了复习基本概念 总结单池原电池的设计思路 总结双池原电池的设计思路 还借助微课形式展示盐桥的作用 接下来探讨原电池电极方程式的书写 原电池的设计 原电池的作用 在课程实施过程中 学生亲手实验 观察现象 提出疑问 自主解答 自主设计 自主评价 在自主提问的过程中推动课的前进 旨在培养学生的动手能力 问题意识 学会实验 学会提问 学会探究 学会设计 学会评价 形成原电池的条件 结论 有两种活泼性不同的金属 或一种是非金属导体 作电极 形成原电池的条件一 结论 有两种活泼性不同的金属 或一种是非金属导体 作电极 形成原电池的条件二 结论 两极相连形成闭合电路 形成原电池的条件三 结论 一个自发进行的氧化还原反应 形成原电池的条件四 1 有两种活泼性不同的金属 或一种是非金属导体 作电极2 电极材料均浸入电解质溶液中3 两极相连形成闭合电路4 一个自发进行的氧化还原反应 形成原电池的条件 1 原电池是的装置 原电池反应的本质是发生 反应 1 有两种活泼性不同的金属 或其中一种为非金属导体 2 电解质溶液 3 构成闭合回路 4 能自发地发生氧化还原反应 将化学能转变为电能 氧化还原 2 原电池的构成条件 请根据反应 zn cuso4 znso4 cu设计一个单液原电池 并进行实验 电流表指针发生偏转 但不稳定 两个电极上都有红色物质生成 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 锌片失去的电子一部分经导线传递到铜片表面 另一部分电子直接传递给硫酸铜溶液中的cu2 铜在锌片表面析出 锌片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 在原有实验基础上进行改进 设计成一个能产生持续稳定电流的原电池 此电池的优点 能产生持续 稳定的电流 盐桥制法 1 将热的琼胶溶液倒入u形管中 注意不要产生裂隙 将冷却后的u形管浸泡在kcl或nh4no3的饱和溶液中即可 2 将kcl或nh4no3的饱和溶液装入u形管 用棉花都住管口即可 盐桥的作用 1 使整个装置构成通路 代替两溶液直接接触 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 若电解质溶液与kcl溶液反应产生沉淀 可用nh4no3代替kcl作盐桥 2 平衡电荷 在整个装置的电流回路中 溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的 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 请同学们思考 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 znso4溶液cuso4溶液 负极 锌片 zn 2e 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 zn znso4 cuso4 cu负极盐桥正极 由两个半电池组成原电池的工作原理 1 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 原电池的正负极的判断方法 微观判断 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 质量增加的电极工作后质量减少的电极 负极 正极 正极 负极 工作后 有气泡冒出的电极为正极 发生氧化反应的极发生还原反应的极 宏观判断 根据电极材料 根据原电池电极发生的反应 根据电极增重还是减重 根据电极有气泡冒出 负极 正极 判断右边原电池的正 负极 并写出电极反应式 cuc fecl3溶液 负极 cu失电子cu 2e cu2 正极 fe3 得电子2fe3 2e 2fe2 cu 2fecl3 cucl2 2fecl2 先写出总反应 即负极与电解质溶液反应 拆成离子方程式 cu 2fe3 cu2 2fe2 根据化合价升降判断正负极 电极方程式的书写 1 简单原电池电极方程式的写法 请写出右边原电池的电极方程式 总反应方程式 负极 al 失e 2al 6e 2al3 2al3 8oh 2alo2 4h2o 负极总反应 2al 8oh 6e 2alo2 4h2o 正极 总反应 负极反应 6h2o 6e 6oh 3h2 拆成离子方程式 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 根据化合价升降判断正负极 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 2 燃料电池电极方程式的写法总反应 实际上就是燃料的完全燃烧 负极 通入燃料 为燃料失去电子的氧化反应 正极 通入氧化剂 为氧化剂得到电子的还原反应 以pt为电极 电解质溶液为koh溶液的氢氧燃料电池为例 负极总反应 2h2 4e 4oh 4h2o 正极 总反应 负极反应 总反应 2h2 o2 2h2o 负极 h2失e 4h 4oh 4h2o 2h2 4e 4h o2 2h2o 4e 4oh 3 复杂原电池电极方程式的书写方法点拨 写电极方程式的时候 要根据 得电子显负电 失电子显正电 的原则 利用 电荷守恒 通过巧用h oh 和水写出电极方程式 pb so42 2e 2pbso4 正极 pbo2得电子 4h 2h2o 正极 pbo2 so42 2e pbso4 银锌电池 电解质为koh 的电池总反应为 zn ag2o zno 2ag写出其正 负极反应 zn 2e zno 2oh h2o ag2o 2e 2ag h2o 2oh 负极 正极 原电池的设计 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 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 请根据氧化还原反应 cu 2fe3 cu2 2fe2 设计成原电池 你有哪些可行方案 cucu 2e cu2 比cu不活泼的金属或石墨2fe3 2e 2fe2 fe2 so4 3 fecl3等 负极 正极 电解质溶液 若是