原电池(人教版).ppt

第一节原电池 选修4第四章电化学基础 1780年 意大利生物学家伽伐尼 Galvani L 在做青蛙的解剖实验时发现青蛙有抽搐现象 原电池的雏形 病例分析 病例分析 病例分析 你能为她开一个药方吗 形成原电池的条件 u 一 形成原电池的条件 1 有两种活泼性不同的金属 或一种是非金属导体 作电极 负极 正极 能和电解质溶液反应的金属作负极相对不活泼的金属 石墨等 结论 2 电极材料均浸入电解质溶液中 结论 3 两极相连形成闭合电路 4 一个自发进行的氧化还原反应 u 组成原电池的条件 1 有两种活泼性不同的金属 或一种是非金属导体 作电极2 电极材料均浸入电解质溶液中3 两极相连形成闭合电路4 一个自发进行的氧化还原反应 由于金与铁 钢的主要成分 是活泼性不同的两种金属 唾液中含有电解质 故构成了原电池 产生了微小的电流 使得格林太太头痛 因此必须换掉其中的一颗假牙 解决方案 下列哪几个装置能形成原电池 A B C D E 想一想 练一练 二 原电池装置及工作原理 将化学能直接转变成电能的装置 称为原电池 电源 1 原电池正负极的判断 及工作原理 正极负极 电流流向 电子流向 负极 电子流出的一极发生氧化反应 正极 电子流进的一极发生还原反应 外电路 内电路 溶液内部 阴离子 负极 阳离子 正极 2 电极反应 负极 正极 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 氧化反应 还原反应 Zn 2H Zn2 H2 两个电极反应之和 注意 正负极电极反应成对写出时 一定要满足得失电子数相等 3 对原电池工作原理的理解 问题一 铜片的作用是什么 可以用石墨代替吗 可以用铁片代替吗 镁条呢 整个装置是如何形成有电流的闭合回路的 问题二 Cu Zn 溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动 Zn2 负极 正极 静电作用 Cu Zn 为什么H 在铜片上得到电子 形成原电池后生成氢气的速率是否会改变 Zn2 负极 正极 静电斥力 静电引力 问题三 三 原电池原理的应用 1 制作化学电源 2 加快反应速率 例如 实验室制H2时 由于锌太纯 反应一般较慢 可加入少量CuSO4以加快反应速率 3 判断金属活动性的强弱 4 揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀 ZnCu FeC 石墨 ZnCu ZnZn FeCu SiC 石墨 稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4稀H2SO4ABCD ZnCu 稀H2SO4酒精稀H2SO4EFG 习题一 原电池的判断 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 石墨 Al 稀硫酸 1 说明反应的现象 2 判断正负极 3 写出电极反应式 4 写出总反应的离子方程式和化学方程式 Mg Fe 稀硫酸 1 说明反应的现象 2 判断正负极 3 写出电极反应式 4 写出总反应的离子方程式和化学方程式 1 说明两个电极质量的变化情况 2 判断正负极 3 写出电极反应式 4 写出总反应的离子方程式和化学方程式 探究实验一 请根据反应 Zn CuSO4 ZnSO4 Cu设计一个单液原电池 并进行实验 电流表指针发生偏转 但不稳定 两个电极上都有红色物质生成 思考 如何才能得到持续稳定的电流 分析 由于锌片与硫酸铜溶液直接接触 锌片失去的电子一部分经导线传递到铜片表面 另一部分电子直接传递给硫酸铜溶液中的Cu2 铜在锌片表面析出 锌片表面也构成了原电池 进一步加速铜在锌表面析出 致使向外输出的电流强度减弱 当锌片表面完全被铜覆盖后 不再构成原电池 也就没有电流产生 在原有实验基础上进行改进 设计成一个能产生持续稳定电流的原电池 思考 探究实验二 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接 并使锌片和铜片不直接接触 然后分别浸入盛有硫酸锌和硫酸铜溶液的烧杯中 中间用一盐桥连接 观察现象 请写出电极反应 负极 Zn 2e Zn2 氧化反应 正极 Cu2 2e Cu 还原反应 总电池反应方程式为 Zn Cu2 Zn2 Cu 锌铜原电池装置示意图 双液原电池 1 电流表发生偏转 2 锌片不断溶解 铜片上有红色物质析出 3 取出盐桥 指针回零点 电极反应式 盐桥的作用是什么 双液原电池的工作原理 盐桥 装有饱和的KCl 或KNO3 溶液和琼脂制成的胶冻 K 移向正极溶液中 Cl 移向负极溶液中 形成闭合内路 平衡电荷 3 双液原电池的优点 能产生持续 稳定的电流 单液电池 双液电池异同 相同点 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中电流持续 稳定 两个电极反应在不同区域进行 中间用盐桥连接 2中电流不稳定 两个电极反应在同一区域进行 请将氧化还原反应Cu 2Ag Cu2 2Ag 设计成一个双液电池和单液电池装置 Cu CuSO4 Ag AgNO3 练习 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 负极 Zn Zn 2e Zn2 氧化反应 正极 Pt或C 2Fe3 2e 2Fe2 还原反应 练习二 利用此氧化还原反应来设计原电池 写出电极反应式 并画出装置图 Fe CuSO4 Cu 2FeSO4 练习三 利用此氧化还原反应来设计原电池 写出电极反应式 并画出装置图 Cu 2FeCl3 CuCl2 2FeCl2 离子方程式Cu 2Fe