高二化学化学反应原理第一章课件苏教版选修4原电池原电池的工作原理zhp.ppt

第二单元化学能与电能的转化 化学反应与能量变化 原电池的工作原理 判断下列装置是否构成原电池 并思考以下几个问题 1 原电池是怎样一个实验2 原电池的构成条件 e cuso4 知识回顾 1 原电池 把化学能转变为电能的装置 2 构成原电池的条件 1 两种不同的电极 2 电解质溶液 3 形成闭合回路 4 有一个能自发进行的氧化还原反应 3 原电池的正 负极和电极反应 电子流入的电极 通常是不活泼金属或石墨电极 电极 电子流出的电极 通常是活泼金属 正极 负极 电极反应 正极 还原反应2h 2e h2 负极 氧化反应zn 2e zn2 zn 2h zn2 h2 总反应 设疑 若e中两烧杯中的电解质溶液用能使阴阳离子移动的装置连接起来 能否形成原电池 探究一 预测 实验1 的现象和结论 现象 锌粉溶解 有红色物质析出 温度计显示温度迅速上升 结论 zn cu2 zn2 cu cuso4溶液 用做电源 效率低 时间稍长电流就很快减弱 不适合实际应用 电池两个电极上都有红色物质生成 单液 电池的缺陷 电池两个电极上都有气泡生成 盐桥制法 1 将热的琼胶溶液倒入u形管中 将冷却后的u形管浸泡在kcl饱和溶液中即可 2 将kcl饱和溶液装入u形管 用棉花堵住管口即可 盐桥的作用 1 避免两溶液直接接触2 连通原电池的内电路3 平衡溶液中的离子电荷 探究二 预测 实验2 的现象和结论 现象 锌片变细 铜上有红色物质析出 电流计指针发生偏转 结论 zn 2e zn2 cu2 2e cu 电子从负极流出 流回正极 失电子氧化反应 得电子还原反应 原电池工作原理示意图 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 1 盐桥的作用 使cl 向锌盐方向移动 k 向铜盐方向移动 使zn盐和cu盐溶液一直保持电中性 从而使电子不断从zn极流向cu极 为获得较长时间的稳定电流 如何将必修2中由 zn 稀h2so4 cu 组成的原电池 如左下图 进行简单改装 2 原电池电极反应式的书写 1 确定原电池正负极 以及两极上发生反应的物质 负极发生氧化反应 正极发生还原反应2 重视介质是否参加反应 注意两极得失电子总数相等3 将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式 正极 铜电极 cu2 2e cu负极 锌电极 zn zn2 2e 电池反应 zn cu2 cu zn2 总反应 2 原电池正负极的判断方法及电极反应 电池反应的书写 知识拓展 原电池是由两个半电池组成的 半电池中的反应就是半反应 即电极反应 所以半电池又叫电极 加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理 1 用还原性较强的物质 如 活泼金属 作负极 向外电路提供电子 用氧化性较强的物质作正极 并在正极得到电子 2 原电池在放电时 负极上的电子经过导线流向正极 而氧化性较强的物质从正极上得到电子 两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴 阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路 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 1 2h 2e h2 负极 总反应 正极 zn 2e zn2 zn 2h zn2 h2 负极 正极 总反应 zn 2e zn2 2h 2e h2 zn 2h zn2 h2 正极 负极 总反应 fe 2e fe2 cu2 2e cu fe cu2 fe2 cu fe cuso4 cu feso4 2 3 5 4 负极 正极 总反应 zn 2e zn2 cu2 2e cu zn cu2 zn2 cu 或zn cuso4 znso4 cu 一 原电池 1 定义 把化学能转化为电能的装置 2 构成条件 两种相连接的活泼性不同的金属同时浸入电解质溶液中 一种可以是非金属导体如碳棒 3 原电池的化学原理 电子从负极 较活泼金属 流向正极 较不活泼金属或碳棒 负极发生氧化反应 正极发生还原反应 4 半电池 包括电极材料和电解质溶液 两个隔离的半电池通过盐桥连接起来 小结 1 如何在一个地处僻远的小岛上设置一座灯塔 从能量角度考虑 思考讨论 负极 较活泼的金属 如铝等金属 正极 较不活泼的金属或石墨等电解质溶液 海水 nacl mgcl2等 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 d 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 3 已知氧化还原反应cu 2fecl3 2fecl2 cucl2 利用这一反应设计一个原电池 画出示意图 标出电极材料 电解质溶液 写出电极反应式 正极 负极 总反应 cu 2e cu2 2fe3 2e 2fe2 2fe3 cu 2fe2 cu2 zn h2so4 znso4 h2 可设计成铜 锌原电池 那么能否根据zn cu2 zn2 cu也设计一个铜 锌原电池呢 设计一 所选用电解质溶液 该原电池的负极 负极反应 正极 正极反应 注意 a b原电池即以a b为电极材料 cuso4溶液 zn zn 2e zn2 cu2 2e cu cu 除zn 2h zn2 h2 zn cu2 zn2 cu两反应外 若保持电极材料不变 通过改变电解质溶液 你能再设计一个铜 锌原电池吗 设计二 现有试剂 cuso4溶液 znso4溶液 h2so4溶液 naoh溶液 fecl3溶液 nacl溶液 酒精 总反应式 选用的电解质溶液为 相应的半反应 负极 正极 zn 2fe3 zn2 2fe2 fecl3溶液 zn 2e zn2 2fe3 2e 2fe2 根据zn cu2 zn2 cu已经设计出了铜 锌原电池 若保持总反应不变 通过改变电极材料 你能设计出别的原电池吗 设计三 负极 负极反应 正极 正极反应 选用的电解质溶液 zn zn 2e zn2 cu2 2e cu c或fe cuso4溶液 现有电极材料 fe棒 cu棒 c棒 zn片 cu片 设计四 现在拓宽范围 请你利用所提供的试剂 材料设计各种原电池 不能与前面的设计方案雷同 即避免再设计铜 锌原电池和总反应为zn cu2 zn2 cu的原电池 总反应 选用的电解质溶液 正极材料 正极反应 负极材料 负极反应 请大家动手试一试 现有试剂 cuso4溶液 znso4溶液 h2so4溶液 naoh溶液 fecl3溶液 nacl溶液 酒精现有电极材料 fe棒 cu棒 c棒 zn片 cu片 变形设计 原电池的两极是否一定要插入同一池内 根据这个构造图请大家动手制作该盐桥电池 并检测出电流 原电池要形成闭合回路 往往是将两电极插入同一池内 请用镁 铝作电极 设计一个原电池所用电解质溶液 负极 负极反应 正极 正极反应 总反应 现有试剂 cuso4溶液 znso4溶液 h2so4溶液 naoh溶液 fecl3溶液 nacl溶液 酒精 h2so4溶液 mg mg 2e mg2 2h 2e h2 al mg 2h mg2 h2 请用镁 铝作电极 设计一个原电池所用电解质溶液 负极 负极反应 正极 正极反应 总反应 现有试剂 cuso4溶液 znso4溶液 h2so4溶液 naoh溶液 fecl3溶液 nacl溶液 酒