高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能电池（第1课时）课件 鲁科版选修4.ppt

第1课时原电池的工作原理 第1章第3节 学习目标定位1 以铜锌原电池为例 熟悉原电池的工作原理 2 会正确判断原电池的正极和负极 3 学会原电池电极反应式的书写方法 一原电池的工作原理 达标检测提升技能 二原电池的电极判断及电极反应式的书写 内容索引 一原电池的工作原理 新知导学 1 按右图所示装置 完成实验并回答下列问题 1 有关的实验现象是 锌片 铜片 cuso4溶液颜色 检流计的指针 该装置中的能量变化是 能转化为 能 溶解 加厚变亮 变浅 发生偏转 化学 电 2 电子流动方向和电流方向 外电路 电子由 电极经过导线流向 电极 电流由 电极流向 电极 内电路 电流由 电极流向 电极 锌 铜 铜 锌 锌 铜 4 用温度计测量溶液的温度 其变化是 原因是 3 电极反应 负极反应式是 正极反应式是 总反应式是 zn 2e zn2 cu2 2e cu zn cu2 zn2 cu 还有部分 溶液的温度略有升高 cu2 直接在锌电极上得电子被还原 部 分化学能转化成热能 相关视频 2 按下图所示装置 完成实验 并回答下列问题 1 实验过程中 你能观察到的实验现象是 锌片溶解 铜片加厚变亮 检流计指针发生偏转 cuso4溶液的颜色变浅 2 用温度计测量溶液的温度 其结果是 由此可说明 溶液的温度不升高 或无变化 cuso4溶液中的cu2 不能移向锌片得电子被还原 3 离子移动方向 硫酸锌溶液中 向盐桥方向移动 硫酸铜溶液中 向铜极方向移动 盐桥中 k 移向 极区 cuso4溶液 cl 移向 极区 znso4溶液 zn2 cu2 正 负 不偏转 如果要使检流计指针发生偏转 则该装置中必须形成闭合回路 若取出盐桥 很显然该装置未构成闭合回路 检流计指针不会发生偏转 4 若取出装置中的盐桥 检流计的指针是否还会发生偏转 为什么 答案 相关视频 3 实验结论 与问题1中的原电池装置相比较 问题2中双液原电池具有的特点是 1 具有盐桥 取下盐桥 无法形成 反应不能进行 2 两个半电池完全隔开 cu2 无法移向锌片 防止 与 反应 有利于最大程度地将 转化为 闭合回路 cu2 化学能 电能 负极zn 1 原电池的工作原理 氧化反应 阴 电流 还原反应 阳 2 原电池正负极的判断 弱 入 强 阳 出 入 出 阴 还原 氧化 3 原电池的设计从理论上讲 任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池 关键是选择合适的电解质溶液和两个电极 1 电解质溶液 一般能与 反应 或者溶解在溶液中的物质 如o2 与 反应 2 电极材料 一般较活泼的金属作为 较不活泼的金属或非金属导体作为 负极 正极 负极 负极 1 关于下图所示的原电池 下列说法正确的是 活学活用 答案 解析 a 电子从锌电极通过检流计流向铜电极b 盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移c 锌电极发生氧化反应 铜电极发生还原反应 其电极反应是2h 2e h2 d 取出盐桥后 检流计仍会偏转 铜电极在反应前后质量不变 锌片为负极 铜片为正极 电子从负极流向正极 a选项正确 盐桥中的阴离子向负极移动 b选项错误 负极发生氧化反应 正极发生还原反应 铜电极发生的反应为cu2 2e cu c选项错误 取出盐桥后不能形成原电池 铜电极在反应后质量增加 d选项错误 2 根据氧化还原反应 2ag aq cu s cu2 aq 2ag s 画出原电池示意图并在图中加入检流计 注明电极材料名称和电解质溶液 其中盐桥为饱和kno3琼脂溶液 请回答下列问题 1 银电极为电池的 极 写出两电极的电极反应式 ag电极 cu电极 答案 解析 cu 2e cu2 正 2ag 2e 2ag 由反应方程式可知 该电池的电极反应式为正极 2ag 2e 2ag 负极 cu 2e cu2 所以负极应为cu 正极为ag 电解质溶液应为cuso4溶液和agno3溶液 外电路中的电子从cu极流向ag极 盐桥中的k 移向正极 ag极 移向负极 cu极 2 外电路中的电子是从 电极流向 电极 3 盐桥中向cuso4溶液中迁移的离子是 填字母 a k b ag b cu c ag 答案 答案 二原电池的电极判断及电极反应式的书写 1 原电池电极 正极 负极 的判断依据有多种 试填写下表 新知导学 活泼金属 不活泼金属或非金属导体 电子流入 电子流出 氧化反应 还原反应 电极增重或产生气体 电极减轻 2 将铁片 铜片用导线连接后 置于稀硫酸中 形成原电池 其正极反应式 负极反应式 总反应方程式 fe 2e fe2 2h 2e h2 fe h2so4 feso4 h2 负极失去电子 发生氧化反应 正极得到电子 发生还原反应 根据活泼性 铁为负极 答案 解析 3 有一纽扣电池 其电极分别为zn和ag2o 以koh溶液为电解质溶液 电池的总反应为zn ag2o h2o 2ag zn oh 2 1 zn发生 反应 是 极 电极反应式是 2 ag2o发生 反应 是 极 电极反应式是 zn 2e zn2 ag2o 2e h2o 2ag 2oh 氧化 负 还原 正 1 一般电极反应式的书写方法 1 定电极 标得失 按照负极发生氧化反应 正极发生还原反应 判断出电极反应产物 找出得失电子的数量 2 看环境 配守恒 电极产物在电解质溶液的环境中 应能稳定存在 如碱性介质中生成的h 应让其结合oh 生成水 电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒 得失电子守恒等加以配平 3 两式加 验总式 两电极反应式相加 与总反应方程式对照验证 2 已知电池总反应式 书写电极反应式 1 分析化合价 确定正极 负极的反应物与产物 2 在电极反应式的左边写出得失电子数 使得失电子守恒 3 根据质量守恒配平电极反应式 3 利用反应cu 2fecl3 cucl2 2fecl2设计成如下图所示原电池 回答下列问题 1 写出电极反应式 正极 负极 活学活用 答案 2fe3 2e 2fe2 cu 2e cu2 解析 该原电池中cu为负极 电极反应式为cu 2e cu2 c为正极 电极反应式为2fe3 2e 2fe2 x应为fecl3溶液 y应为cucl2溶液 原电池工作时 盐桥中的阳离子向正极 c 移动 2 图中x溶液是 y溶液是 3 原电池工作时 盐桥中的 填 阳 或 阴 离子向x溶液方向移动 答案 fecl3 阳 cucl2 答案 4 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为电极 但甲同学将电极放入6mol l 1的稀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的反应式 负极 正极 mg 2e mg2 答案 解析 2h 2e h2 甲池中电池总反应方程式为mg h2so4 mgso4 h2 mg为负极 电极反应式为mg 2e mg2 al为正极 电极反应式为2h 2e h2 2 写出乙池中发生的有关电极反应的反应式 负极 正极 总反应离子方程式为 2al 8oh 6e 2 al oh 4 答案 解析 6h2o 6e 6oh 3h2 2al 2oh 6h2o 2 al oh 4 3h2 乙池中电池总反应方程式为2al 2naoh 6h2o 2na al oh 4 3h2 负极上为al被氧化生成al3 后与oh 反应生成 al oh 4 电极反应式为2al 8oh 6e 2 al oh 4 正极产物为h2 电极反应式为6h2o 6e 6oh 3h2 达标检测提升技能 1 用铜片 银片 cu no3 2溶液 agno3溶液 导线和盐桥 装有琼脂 kno3的u形管 构成一个原电池 以下有关该原电池的叙述正确的是 在外电路中 电流由铜电极流向银电极 正极反应为ag e ag 实验过程中取出盐桥 原电池仍继续工作 将铜片浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同a b c d 答案 解析 1 2 3 4 5 铜片 银片 cu no3 2溶液 agno3溶液 导线 盐桥构成一个原电池 cu为负极 ag为正极 两极电极反应分别为负极 cu 2e cu2 正极 2ag 2e 2ag 盐桥起到了传导离子 形成闭合回路的作用 电子的流向是由负极流向正极 电流的方向与电子的流向相反 因此c正确 1 2 3 4 5 2 某小组为研究电化学原理 设计了如图所示装置 下列叙述不正确的是a a和b不连接时 铁片上会有金属铜析出b a和b用导线连接时 铜片上发生的反应为cu2 2e cuc 无论a和b是否连接 铁片均会溶解 溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色d a和b用导线连接后 电流由铁电极经导线流向铜电极 答案 解析 1 2 3 4 5 a和b不连接时 fe和cu2 直接发生氧化还原反应 铁片上会有金属铜析出 a项正确 若a和b用导线连接 则构成原电池 此时铁为负极 铜为正极 电极反应式分别为fe 2e fe2 cu2 2e cu b项正确 分析选项a b可知 选项c是正确的 在原电池中 电流应由正极流出 经导线流向负极 故d项错 1 2 3 4 5 3 某电池的总反应为fe 2fe3 3fe2 能实现该反应的原电池是 答案 解析 1 2 3 4 5 能实现反应fe 2fe3 3fe2 的原电池应符合以下条件 负极为fe 正极材料的活泼性比fe差 电解质溶液应为含fe3 的溶液 b d两项电解质溶液选错 c项负极材料选错 1 2 3 4 5 4 某原电池装置如图所示 下列有关叙述中正确的是a fe为正极 发生氧化反应b 工作一段时间后 两烧杯中溶液ph均不变c 负极反应 2h 2e h2 d 工作一段时间后 nacl溶液中c cl 增大 答案 解析 1 2 3 4 5 该装置是原电池 a项 在该原电池中fe为负极 发生氧化反应 b项 工作一段时间后 左边的烧杯中会含有大量的fe2 溶液的ph减小 右边烧杯中的h 不断放电产生氢气 因此烧杯中溶液ph会逐渐增大 c项 负极反应是fe 2e fe2 d项 工作一段时间后 左侧烧杯中由于fe2 不断进入溶液 根据溶液呈电中性原则 盐桥中的cl 会进入该烧杯溶液中 则该烧杯溶液中c cl 增大 1 2 3 4 5 5 1 向等质量的两份锌粉a b中分别加入过量的稀h2so4 同时向a中加入少量cuso4溶液 下列产生氢气的体积 v 与时间 t 的关系基本正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 zn粉的质量相等 h2so4过量 h2的量