人教版选修4 第4章第1节 原电池 课件（34张）.pptx

第四章电化学基础 第一节原电池 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 掌握原电池电极反应式的书写方法 学习目标定位 内容索引 一原电池的工作原理 二原电池的电极判断及电极反应式的书写 当堂检测 一原电池的工作原理 答案 导学探究 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 电流表的指针 装置中的能量变化是 该装置称作原电池 2 原电池构成的条件 具有不同的两个电极 二者直接或间接地连在一起 插入中 且能自发地发生氧化还原反应 下列图示装置能形成原电池的是 ad 溶解 加厚变亮 变浅 发生偏转 化学能转化为电能 活动性 电解质溶液 相关视频 答案 3 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 锌电极为极 铜电极为极 内电路 阳离子移向正极 阴离子移向负极 4 电极反应 负极反应式是 发生反应 正极反应式是 发生反应 电池总反应的离子方程式是 5 用温度计测量溶液的温度 其变化是溶液的温度略有 原因是 还有cu2 直接在锌电极上得电子被还原 部分化学能转化成热能 锌 铜 铜 锌 负 正 zn 2e zn2 氧化 cu2 2e cu 还原 zn cu2 zn2 cu 升高 答案 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 能观察到的实验现象是 锌片 铜片 电流表指针 cuso4溶液的颜色 2 用温度计测量溶液的温度 其结果是溶液的温度 由此可说明 cuso4溶液中的cu2 不能移向锌片得电子被还原 溶解 加厚变亮 发生偏转 变浅 不升高 或无变化 相关视频 答案 3 离子移动方向 硫酸锌溶液中 向盐桥移动 硫酸铜溶液中 向铜极移动 盐桥中 k 移向区 cuso4溶液 cl 移向区 znso4溶液 4 若取出装置中的盐桥 电流表的指针是否还会发生偏转 为什么 答案不偏转 如果要使电流表指针发生偏转 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 电流表指针不会发生偏转 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 1 具有盐桥 取下盐桥 2 两个半电池完全隔开 cu2 无法移向锌片 可以获得 zn2 cu2 正极 负极 无法形成闭合回路 反应不能进行 可控制原电池反 应的进行 单纯的电极反应 有利 于最大程度地将化学能转化为电能 1 原电池原理原电池原理是将进行 还原剂在极上失去电子发生反应 电子通过导线流向极 氧化剂在极上得到电子发生反应 2 原电池电极及电极反应特点 1 为电子流出极 相对活泼 通常是活动性较的金属或某些还原剂 电极被 发生反应 2 为电子流入极 相对不活泼 通常是活动性较的金属或非金属导体 一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被 发生反应 归纳总结 答案 还原 氧化反应和还原反应分开 负 氧化 正 正 还原 负极 强 氧化 氧化 正极 差 还原 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 较不活泼的金属或非金属导体作 答案 正极 负极 负极 负极 活学活用 1 2 1 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解析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 解析答案 d 1 2 返回 解析答案 2 关于下图所示的原电池 下列说法正确的是 a 电子从锌电极通过电流表流向铜电极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 电流表仍会偏转 铜电极在反应前后质量不变 1 2 返回 解析锌片作负极 铜片作正极 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 答案a 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 答案 导学探究 电极减轻 不活泼金属或非金属导体 活泼金属 电子流入 电子流出 还原反应 氧化反应 电极增重或产生气体 答案 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 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 2h 2e h2 fe 2e fe2 fe h2so4 feso4 h2 氧化 负 zn 2oh 2e zn oh 2 还原 正 ag2o 2e h2o 2ag 2oh 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 负极的反应物与反应产物 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 归纳总结 活学活用 3 4 3 某电池的总反应为fe 2fe3 3fe2 能实现该反应的原电池是 解析答案 解析能实现反应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 a 3 4 4 依据氧化还原反应 2ag aq cu s 2ag s cu2 aq 设计的原电池如下图所示 3 4 请回答下列问题 1 电极x的材料是 电解质溶液y是 2 银电极为电池的 极 发生的电极反应式为 x电极上发生的电极反应式为 3 外电路中的电子是从 电极流向 电极 解析该原电池的电池总反应式为2ag aq cu s 2ag s cu2 aq 由此可知x极是铜 作负极 银作正极 y应是agno3溶液 电子从原电池的负极经导线流向正极 即从铜电极流向银电极 cu agno3溶液 正 2ag 2e 2ag 或ag e ag cu 2e cu2 cu 负 ag 正 解析答案 返回 学习小结 当堂检测 1 2 4 3 解析答案 1 将纯锌片和纯铜片按右图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间 以下叙述正确的是 a 两烧杯中铜片表面均无气泡产生b 甲中铜片是正极 乙中铜片是负极c 两烧杯中溶液的ph均增大d 产生气泡的速率甲比乙慢解析图甲是一个原电池装置 负极 zn zn 2e zn2 正极 cu 2h 2e h2 形成原电池能加快产生氢气的速率 图乙中 zn直接与稀h2so4反应生成h2 zn 2h zn2 h2 甲 乙两烧杯中h2so4均被消耗 溶液的ph均增大 5 6 c 1 2 4 3 解析答案 5 2 某原电池装置如图所示 下列有关叙述中正确的是 a fe作正极 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 6 1 2 4 3 5 解析该装置是原电池 a项 在该原电池中fe作负极 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 答案d 6 1 2 4 3 解析答案 5 6 3 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 将铜片直接浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同a b c d 解析铜片 银片 cu no3 2溶液 agno3溶液 导线 盐桥构成一个原电池 cu作负极 ag作正极 电极反应为cu 2e cu2 负极 2ag 2e 2ag 正极 盐桥起到了传导离子 形成闭合回路的作用 电子是由负极流向正极 电流的方向和电子的流向相反 因此 错误 正确 c 解析答案 1 2 4 3 5 4 分析如图所示的四个原电池装置 下列结论正确的是 a 中mg作负极 中fe作负极b 中mg作正极 电极反应式为6h2o 6e 6oh 3h2 c 中fe作负极d 中cu作正极 电极反应式为2h 2e h2 6 1 2 4 3 5 解析电解质溶液不同 导致两极反应发生改变 当稀硫酸是电解质溶液时 mg作负极 活动性mg al 当naoh溶液是电解质溶液时 al作负极 mg不与naoh溶液反应 中cu作负极 反应式为cu 2e cu2 fe作正极 因为常温下 fe遇浓硝酸发生钝化 中cu作正极 电极反应式为2h2o o2 4e 4oh 答案b 6 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 解析zn粉的质量相等 h2so4过量 h2的量由zn粉的量决定 a中部分zn与cuso4发生反应置换出cu并形成 zn cu h2so4 原电池 反应速率加快了 但产生h2的体积减小了 1 2 4 3 5 解析答案 6 a 2 甲 乙两个烧杯中盛有等体积等浓度的两份稀h2so4 分别加入足量的锌粒 要保证产生h2的量不变而使甲烧杯中的反应速率减慢 乙烧杯中的反应速率加快 可向甲烧杯中加入的一种盐是 写化学式 下同 向乙烧杯中加入的一种盐是 解析向甲中加入一种盐使v h2 不变而反应速率减慢 应使c h 减小而h 的总量不变 加入ch3coona等弱酸盐最合适 但不能加入na2co3 nahco3 na2s等盐 因为它们与h2so4反应产生气体而使h2的量减少 欲加快反应速率 可加入cucl2 cuso4等盐 因为zn粉足量 所以不影响产生h2的量 但不能加入cu no3 2 因为若加入cu no3 2 溶液中就有了h 与zn反应不产生h2 1 2 4 3 5 解析答案 6 ch3coona 或hcook等 cuso4 或cucl2等 1 2 4 3 5 6 由a b c d四种金属按下表中装置图进行实验 6 1