原电池的课件.ppt

第四章电化学基础 第一节原电池 电化学基础 原电池 思考 下列装置是否能形成原电池 复习一 构成原电池的条件 1 有两种活动性不同的金属 或金属与非金属 作电极 2 电极材料均插入电解质溶液中 能发生氧化还原反应 3 两极相连形成闭合电路 两极一液一连线 负极 活泼金属 正极 较不活泼金属做或非金属 电子流出的一极 发生氧化反应 电子流入的一极 发生还原反应 问题 在左图 装置中 可以观察到什么现象 现象 锌片上有气泡 铜片上无气泡 问题 在左图 装置中 可以观察到什么现象 现象 锌片溶解 铜片上有气泡 分析 片能与稀硫酸直接反应放出氢气 分析 铜片上 2 H2 锌片上 总反应 思考 Cu Zn 稀硫酸 e H e H H H H2 Zn2 复习二 原电池的工作原理 氧化还原反应 本质 反应物之间有电子转移 结论 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 思考 有什么方法使左图装置构成闭合回路 形成原电池呢 盐桥将电解质溶液装在倒置的U形管中 跨接于两电解质溶液之间 代替两溶液的直接接触 就构成了盐桥 这样使两个烧杯中的溶液连成一个通路 实验一 按下图进行实验 注意观察现象 实验现象 锌片溶解质量减少 铜片上有红色物质析出 结论 Cu Zn CuSO4溶液构成了原电池 称为铜锌原电池 负极正极 锌片 铜片 电流计指针偏转 并指示电子是由锌片流向铜片 总电池反应式是 一 双液原电池的工作原理 实验二 继续观察实验一装置中电流计电流强度随时间延续的情况 以及锌片表面的变化 实验现象 指针偏转角度渐渐减少 同时锌片表面有铜析出 讨论 如何设法阻止溶液中的Cu2 在负极锌表面还原以及能使该装置原电池得到持续 稳定的电流呢 设想 若把装置中左烧杯中的CuSO4溶液换成ZnSO4溶液可以吗 实验三 教材P70 实验4 1 实验现象 盐桥存在时电流计指针偏转 且指针偏转角度随时间的延续几乎保持不变 Zn片溶解 无红色物质析出 Cu片上有红色物质析出 取出盐桥电流计指针回到零点 实验结论 Zn Cu ZnSO4溶液 CuSO4溶液 盐桥构成了原电池 双液原电池 能产生持续 稳定的电流 取出盐桥时没有电流产生 不能形成原电池 阅读 第三段 了解盐桥的作用 Cu2 Zn Zn2 Cu 1 结构 根据检流计指针偏转方向知电流方向 Cu Zn 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 PrimaryCell 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 一 双液原电池的工作原理 构造特点 由两个半电池组成 每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应 电池反应的还原剂与氧化剂分别位于两个半电池中 中间通过盐桥连接形成闭合回路 电极反应 负极 Zn Zn 2e Zn2 氧化反应 正极 Cu Cu2 2e Cu 还原反应 电池反应 Zn Cu2 Zn2 Cu 3 电子 电流的流向 外电路 电子由负极 Zn片 流向正极 Cu片 电流由正极 Cu片 流向负极 Zn片 内电路 阳离子移向正极 Cu片 阴离子移向负极 Zn片 盐桥的作用 通过阴 阳离子的定向移动 在内电路形成电流回路而不中断电流 意义 随开随用 并能长时间产生持续 稳定的电流 小结 练习 利用反应Zn 2FeCl3 2FeCl2 ZnCl2 设计一个单液原电池 一个双液原电池 使用盐桥 画出原电池的示意图 并写出电极反应 参考答案 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 AgNO3 C Fe Fe2 SO4 3 C 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 D 银圈向下倾斜 二 原电池的原理及形成条件 小结 1 原电池的定义 化学能转变为电能的装置 构成原电池的条件 1 有两种活动性不同的金属 或金属与非金属 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 两极 液 连线 3 原电池的电极 材料种类 负极 还原剂发生氧化反应的一极 正 负极的判断方法 电流计指针的偏转方向 电子流出或电流流入的一极为负极 电子流入或电流流出的一极为正极 实验现象 电极本身溶解的为负极 电极上有金属或气体析出的为正极 正极 氧化剂发生还原反应的一极 金属 金属 活泼性不同 金属 非金属 金属 金属氧化物等 1 关于原电池的叙述中正确的是 构成原电池两极的必须是两种不同金属内电路阳离子移向的一极为正极 外电路电子流出的一极为负极原电池工作中总是负极溶解 正极上有物质析出原电池的正极是还原剂 总是溶液中的阳离子在此被还原2 判断下图装置 哪些能形成原电池 3 发生原电池的反应通常是放热反应 在理论上可设计成原电池的化学反应是 A C s H2O g CO g H2 g H 0B NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 0C 4Fe OH 2 s 2H2O l O2 g 4Fe OH 3 s H 0D CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 0 B A E C D 随堂检测 4 某原电池总反应式为 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 能实现该反应的原电池是 5 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 与金