广东省翁源县翁源中学化学 第一节 原电池课件 新人教版必修4.ppt

第四章电化学基础 第一节原电池 教学目标 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 教学重点 难点 1 掌握原电池的工作原理 2 能够写出电极反应式和电池反应方程式 电化学 原电池 化学能转化为电能 电解池 电能转化为化学能 电化学的本质 氧化还原反应 知识结构 可以 可以 可以 不可以 形成条件一 活泼性不同的两个电极 负极 较活泼的金属正极 较不活泼的金属 石墨等 1 判断下列哪些装置能构成原电池 为什么 复习回顾 形成条件二 电极需插进电解质溶液中 形成条件三 必须形成闭合回路 可以 不可以 可以 不可以 1 有两种活动性不同的金属 或一种是非金属单质或金属氧化物 作电极 2 电极材料均插入电解质溶液中 3 两极相连形成闭合电路 4 内部条件 能自发进行氧化还原反应 组成原电池的条件 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 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 该反应是 反应 负 zn 2e zn2 氧化 正 2h 2e h2 还原 负 zn 2e zn2 氧化 正 cu2 2e cu 还原 原电池的工作原理 把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行 再以适当的方式连接起来 就可以获得电流 对锌铜原电池工作原理的进一步探究 左图原电池的缺点 效率低 而且时间稍长电流就很快减弱 思考 这是什么原因造成的呢 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 不再构成原电池了 也就没有电流在产生 改进措施 将锌片与硫酸铜溶液隔离 硫酸锌溶液 硫酸铜溶液 改进为所示的原电池装置 盐桥式原电池 盐桥中通常装有含琼胶的kcl饱和溶液 此装置优点 能稳定长时间放电 盐桥的作用是什么 改进后的装置为什么能够持续 稳定的产生电流 阅读教材72页 盐桥的作用 1 使整个装置构成通路 代替两溶液直接接触 2 平衡电荷 保持溶液电中性 盐桥中电解质的选择 若电解质溶液与kcl溶液反应产生沉淀 可用饱kno3溶液等代替kcl作盐桥 指出电池的正负极 并分别写出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 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 一 由两个半电池组成原电池 盐桥式原电池 的工作原理 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 原电池的内部及盐桥 通过阴阳离子的定向运动而形成内电路 二 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 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 三 原电池的设计利用fe cu2 fe2 cu 设计一个原电池 cu fe cuso4 feso4 化合价升高失2e 化合价降低得2e 思考讨论 利用此氧化还原反应来设计原电池 写出电极反应式 并画出装置图 cu 2fecl3 cucl2 2fecl2 化合价降低得2e cu 2fe3 cu2 2fe2 化合价升高失2e cu c cucl2 fecl3 装置图 离子方程式cu 2fe3 cu2 2fe2 1 某原电池总反应式为 cu 2fe3 cu2 2fe2 能实现该反应的原电池是 2 将镁片和铝片用导线相连 分别同时插入稀h2so4和naoh溶液中 写出两池中的电极反应式和电池反应式 b mg al 稀h2so4原电池 负极 mg mg 2e mg2 氧化反应 正极 al 2h 2e h2 还原反应 电池反应 mg 2h mg2 h2 al mg naoh原电池 负极 al 2al 6e 8oh 2alo2 4h2o 氧化反应 正极 mg 6h2o 6e 3h2 6oh 还原反应 电池反应 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 3 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 cu 2agno3 cu no3 2 2ag 4 利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质溶液 写出电极方程式 并画出原电池简意图 1 下列装置中电流表指针会发生偏转的是 3 2 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 3 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 a a b c db a c d bc c a b dd b d c a b cu 2agno3 cu no3 2 2ag 化合价升高失2e 化合价降低得2e 电极 负极是cu 正极可以是ag或c等 电极反应式 负极 cu 2e cu2 正极 2ag 2e 2ag 电解液 cu no3 2 agno3 5 利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质溶液 写出电极方程式 并画出原电池简意图 总结 1 复习回忆了原电池的形成 2 进一步了解原电池的反应原理 正确书写电极反应式 3 利用氧化还原反应原理设计了原电池 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 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 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