选修4原电池公开课课件.ppt

选修4第四章电化学基础 第一节原电池 曹晓妹 1 活泼性不同的两电极2 两电极都接触电解质溶液3 两极和电解质溶液形成闭合回路4 自发的氧化还原反应 原电池的构成条件 实验探究 原电池的形成条件 仪器 两个锌电极 一个铜电极电流表导线试剂 硫酸铜硫酸锌乙醇 请根据反应 Zn CuSO4 ZnSO4 Cu设计一个原电池 思考与交流 氧化反应 还原反应 e A Cu 原电池的工作原理 锌片失去电子 铜离子得到电子 两极之间溶液离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动 构成闭合回路 使两个电极反应不断进行 发生有序的电子转移过程 产生电流 1 此原电池不能获得稳定电流的根本原因是什么 2 怎么避免这一 隐患 的发生 原因分析 实验探究一 1 锌与硫酸铜直接接触反应 生成铜 铜在锌表面析出后 与CuSO4溶液一起形成了原电池 产生的电流并没有经过电流表 所以电流表读数减小 当锌的表面完全覆盖一层铜时 就形成不了原电池 电流为零 2将锌与硫酸铜溶液分开 交流研讨 1 在盐桥插入之前 检流计指针是否发生偏转 2 在盐桥插入之后 检流计指针是否发生偏转 3 左右烧杯中各发生了什么反应 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 实验探究二 请通过实验器材设置带盐桥的锌铜硫酸铜原电池 锌半电池 铜半电池 电极反应 负极 正极 总反应 Cu2 2e Cu Zn 2e Zn2 Zn Cu2 Zn2 Cu 锌铜原电池 盐桥 问题解决 SO42 Zn2 e e SO42 Cu2 K 盐桥工作示意图 Cu Zn K Cl K Cl K Cl K Cl K Cl Cl K K Cl K K K Cl Cl K Cl Cl Cl 1 勾通内电路 避免电极材料与电解质溶液的直接接触 2 平衡电荷 使溶液呈电中性 请思考如何检验Cl 的移动 讨论归纳得出结论 两种原电池有何相同点和不同点 相同点 都利用了氧化还原反应原理 都有导电性不同的两个电极 都能产生电流 外电路均是电子的定向移动 内电路均是离子的定向移动 不同点 1两个半反应在同一区域进行 电流不稳定 2两个半反应在不同区域进行 中间用盐桥连接 电流持续 稳定 优点 1 有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应 增加了原电池的使用寿命 2 能够产生持续稳定的电流 提高了原电池的使用效率 使用了盐桥的原电池有什么优点 知识递进 优点 1 有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应 增加了原电池的使用寿命 2 能够产生持续稳定的电流 提高了原电池的使用效率 使用了盐桥的原电池有什么优点 是否所有的原电池中都要使用盐桥装置 避免电解质溶液与电极材料的接触 有没有一种电池 电极材料不与电解质溶液反应呢 请思考 燃料电池介绍 燃料电池是使氧化剂和还原剂反应直接产生电流的一种原电池 它与其它电池不同 它不是把氧化剂和还原剂全部贮存在电池内 而是在工作时 不断从外界输入 同时把电极反应产物不断排出电池 燃料电池的正极和负极都用多孔碳或多孔铂等制成 从负极连续通入可燃性气体 从正极连续通入氧气或空气 电解液可以用酸 碱 或中性溶液把两个电极隔开 燃料电池的最终产物和燃烧时的产物相同 如根据以下两个反应设计的原电池如下表所示 1依据氧化还原反应 2Ag aq Cu s Cu2 aq 2Ag s 设计的原电池如图所示 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 发生的电极反应为 X电极上发生的电极反应为 3 外电路中的电子是从电极流向电极 Cu AgNO3 正 X Ag Cu 2e Cu2 2Ag 2e 2Ag 练习反馈 有人设计出利用CH4和O2的反应 用铂电极在KOH溶液中构成原电池 电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧 则下列说法正确的是 每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole 负极上CH4失去电子 电极反应式 负极上是O2获得电子 电极反应式为 O2 2H2O 4e 4OH 电池放电后 溶液pH不断升高A B C D 练习2 A 一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率 现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质 一极通CO气体 另一极通O2和CO2混合气体 其总反应为 2CO O2 2CO2 则下列说法中正确的是 A 通CO的一极是电池的正极B 负极发生的电极反应是 O2 2CO2 4e 2CO32 C 负极发生的电极反应是 CO 2CO32 2e 2CO2D 正极发生氧化反应 练习3 C 4 控制适合的条件 KI溶液过量 将反应2Fe3 2I 2Fe2 I2设计成如下图所示的原电池 下列判断正确的是 A 反应开始