鲁科版选修4 第一单元第三节 化学能转化为电能——电池（第1课时） 课件（31张）.ppt

第3节化学能转化为电能 电池第1课时原电池的工作原理 目标导航 1 了解原电池的工作原理及构成条件 2 能判断原电池的正 负极 会书写原电池的电极反应式和反应方程式 一 铜锌原电池1 装置 2 实验现象及分析 发生偏转 减小 增加 zn cu zn cu2 负 正 zn 2e zn2 cu2 2e cu 化学 电 二 原电池的工作原理1 原电池的定义 把转变为的装置 2 原电池的构成条件 1 两个 2 电极材料均插入 3 能形成 4 能自发发生反应 化学能 电能 活泼性不同的导体作电极 电解质溶液中 闭合回路 氧化还原 3 原电池的工作原理 1 电子流向 由极经导线流向极 填 正 或 负 2 离子流向 阳离子移向极 阴离子移向极 负 正 正 负 练一练 1 铜锌原电池工作时 下列叙述不正确的是 a 负极电极反应为zn 2e zn2 b 电池总反应为zn cu2 zn2 cuc 在外电路中 电子从zn极沿导线流向cu极d 盐桥中的k 移向znso4溶液 解析正极发生还原反应 cu2 2e cu 负极发生氧化反应 zn 2e zn2 原电池总反应为zn cu2 zn2 cu 电子从zn极沿导线流向cu极 由于cu2 放电 为使cuso4溶液保持电中性 则盐桥中的k 移向cuso4溶液 cl 移向znso4溶液 故d不正确 答案d 2 如下图所示的原电池装置 x y为两电极 电解质溶液为稀硫酸 外电路中的电子流向如图所示 对此装置的下列说法正确的是 a 外电路的电流方向为 x 外电路 yb 若两电极分别为zn和碳棒 则x为碳棒 y为znc 若两电极都是金属 则它们的活动性为x yd x极上发生的是还原反应 y极上发生的是氧化反应 解析由图可知电子的流动方向是x 外电路 y 则电流的方向就为y 外电路 x x为原电池的负极 y为正极 x的活动性比y强 x极应发生氧化反应 y极应发生还原反应 答案c 3 下列装置中能构成原电池产生电流的是 解析b d项中电极与电解质溶液之间不发生反应 不能构成原电池 a项不符合原电池的构成条件 c项中cu与hno3反应能构成原电池 答案c 一 原电池电极反应式的书写 例1 1 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 2 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 zn发生 反应 是 极 电极反应式是 ag2o发生 反应 是 极 电极反应式是 答案 1 2h 2e h2 fe 2e fe2 fe h2so4 feso4 h2 2 氧化负zn 2e 2oh zn oh 2 还原正ag2o 2e h2o 2ag 2oh 归纳总结 1 一般电极反应式的书写方法 第三步 2 已知总反应式 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 4 复杂电极反应式 总反应式 简单的电极反应式 变式训练1如图所示 x为单质硅 y为金属铁 a为naoh溶液 组装成一个原电池 回答下列问题 1 正极是 填名称 下同 发生 反应 电极反应式为 2 负极是 发生 反应 电极反应式为 3 电池总反应的化学方程式为 二 原电池原理的应用1 加快氧化还原反应的速率 例如 锌与稀h2so4溶液反应时 加入少量cuso4能使产生h2的速率加快 2 比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时 一般作负极的金属比作正极的金属活泼 3 设计化学电源 1 首先将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应 从而确定电极反应 2 确定电极材料以电池两个电极反应为依据 确定电极材料及电解质溶液 发生氧化反应的物质作负极材料 如果发生氧化反应的物质是金属单质 可用该金属直接作负极 选惰性电极或较不活泼的金属作正极 确定电解质溶液对单池原电池 一般选用反应物中的电解质溶液 对双池原电池 则两个单池中选用的电解质溶液不同 关键提醒 不能自发进行的氧化还原反应不能设计成原电池 能自发进行的放热的氧化还原反应多数可以设计成原电池 例2 根据下列氧化还原反应设计一个原电池 2fecl3 fe 3fecl2 要求 1 画出此原电池的装置图 装置采用烧杯和盐桥 2 注明原电池的正 负极和外电路中电子的流向 解析将该反应拆成两个半反应 fe 2e fe2 氧化反应 2fe3 2e 2fe2 还原反应 负极发生氧化反应 电极材料应选参加反应的单质fe 正极发生还原反应 电极材料应选比铁不活泼的金属或石墨等导体 电解质溶液铁极池中选不能与铁反应的fecl2溶液 正极选与铁能反应的fecl3溶液 答案 1 装置图如下 2 电池的正 负极及外电路中电子的流向如上图所示 反思感悟 设计成双池原电池 避免了负极金属与电解质溶液的直接接触发生反应 从而避免能量损失 且能提供稳定电流 变式训练2利用反应cu 2fecl3 cucl2 2fecl2设计一个原电池 正极为 电极反应式为 负极为 电极反应式为 电解质溶液是 解析根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路 首先将已知的反应拆成两个半反应 即氧化反应和还原反应 cu 2e cu2 2fe3 2e 2fe2 然后结合原电池的电极反应特点 分析可知 该电池的负极应该用cu作材料 正极要保证fe3 得到负极失去的电子 一般用不能还原fe3 的材料 如pt或碳棒等 电解质溶液只能用含fe3 的电解质溶液 如fecl3溶液等 答案pt 或c 2fe3 2e 2fe2 cucu 2e cu2 fecl3溶液 1 下列关于原电池的叙述中正确的是 a 构成原电池的两极必须是两种不同金属b 原电池是将化学能转化为电能的装置c 原电池工作时总是负极溶解 正极上有物质析出d 原电池的正极是还原剂 总是溶液中的阳离子在此被还原答案b 2 用铜片 银片 cu no3 2溶液 agno3溶液 导线和盐桥 装有kno3 琼脂的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 正极反应式为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的总反应相同a b c d 解析铜片 银片 cu no3 2溶液 agno3溶液 盐桥构成一个原电池 cu作负极 ag作正极 其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 答案c 3 锌铜原电池装置如图所示 其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过 下列有关叙述正确的是 a 铜电极上发生氧化反应b 电池工作一段时间后 甲池的c减小c 电池工作一段时间后 乙池溶液的总质量增加d 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动 保持溶液中电荷平衡解析zn作负极 cu作正极发生还原反应 a项错误 负极发生的反应为 zn 2e zn2 正极反应为 cu2 2e cu 而该交换膜是阳离子交换膜 因此zn2 由甲池交换到乙池 故甲池中硫酸根离子浓度几乎不变 b d选项错误 c选项正确 答案c 4 x y z w四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电池 x y相连时 x为负极 z w相连时 电流方向是w z x z相连时 z极上产生大量气泡 w y相连时 w极发生氧化反应 据此判断四种金属的活动性顺序是 a x z w yb z x y wc x y z wd y w z x 解析在原电池中 活泼金属作原电池的负极 失去电子发生氧化反应 不活泼的金属或非金属导体作原电池的正极