高中化学 原电池的工作原理课件 苏教版选修4.ppt

专题1化学反应与能量变化 第二单元化学能与电能的转化 第一课时 一位年轻的化学家来看望格林太太 并为格林太太揭开了病因 由于金和铁 钢的主要成分 是活动性不同的两种金属 唾液中含有电解质 故构成原电池 产生微小的电流 使得格林太太头痛 必须换掉其中一颗假牙 处方 病因 实验3 2 铜片上为什么有气泡产生 3 锌片的质量有无变化 溶液中的c h 如何变化 4 写出锌片上和铜片上变化的离子方程式 现象 1 电流表指针有偏转 2 铜片上有气泡产生 3 锌片不断溶解 c h 不断减小 zn2 h h zn 2e zn2 总反应 2h 2e h2 zn 2h zn2 h2 氧化反应 还原反应 锌片 铜片 设疑 请根据你的经验猜想zn与cuso4溶液的反应是吸热反应还是放热反应 并设计实验方案加以证明 探究一 预测 3 实验1 的现象和结论 现象 锌粉溶解 有红色物质析出 温度迅速上升 结论 zn cu2 zn2 cu 设疑 除了可以将该反应放出的能量转化为热能之外 还能通过该反应将化学能转化为什么能量 电池反应 zn cu2 cu zn2 总反应 探究二 预测 3 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 一 原电池的工作原理 1 电路 外电路 内电路 电子流向 由失电子的一极向得电子的一极 电流方向 与电子流向相反 阴离子流向与电子流向一致 阳离子流向与电流一致 2 电极 负极 电子流出的一极 正极 电子流入的一极 3 电极反应式 负极 氧化反应 zn 2e zn2 正极 还原反应 cu2 2e cu 4 总反应式 氧化还原反应 zn cu2 zn2 cu 二 形成原电池的一般条件 前提条件 有自发的氧化还原反应 1 有两种活泼性不同的导电材料 不同的金属或金属与非金属导体 作电极 2 两个电极必须插入电解质溶液中 3 两极相连形成闭合回路 用导线连接或电极直接接触 原电池的正负极的判断方法 电子流出的极电子流入的极 负极 正极 较活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极工作后质量减少的电极 负极 正极 正极 负极 工作后 有气泡冒出的电极为正极 发生氧化反应的极发生还原反应的极 负极 正极 三 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 盐桥 在u型管中装满用饱和kcl溶液的琼脂 思考 1 盐桥的作用是什么 1 使整个装置构成通路 代替两溶液直接接触 2 平衡电荷 思考 2 此电池的优点 此电池的优点 能产生持续 稳定的电流 知识回顾 盐桥 1 将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中 下列各叙述正确性的是 a 锌片做负极 锌发生还原反应b 铜片做正极 铜得电子c 溶液中的ph值增大d 锌片 铜片同时有气泡冒出 说明锌片不纯 cd 练习 练习 2 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 2h 2e h2 负极 总反应 正极 zn 2e zn2 zn 2h zn2 h2 负极 正极 总反应 正极 负极 总反应 zn 2e zn2 2h 2e h2 zn 2h zn2 h2 fe 2e fe2 cu2 2e cu fe cu2 fe2 cu fe cuso4 cu feso4 负极 正极 总反应 zn 2e zn2 cu2 2e cu zn cu2 zn2 cu 或zn cuso4 znso4 cu 负极 正极 总反应 fe 2e fe2 2h 2e h2 fe 2h fe2 h2 或fe h2so4 feso4 h2 例 利用fe cu2 fe2 cu设计一个原电池 画出示意图 写出电极反应 负极 fe 2e fe2 正极 cu2 2e cu cu fe cuso4 feso4 设计原电池的思路 半电池 电极材料 电解质溶液 根据电极反应确定 还原剂 电极材料 和氧化产物 电解质溶液 为负极的半电池氧化剂 电解质溶液 和还原产物 电极材料 为正极的半电池 外电路 用导线连通 可以接用电器 内电路 是将电极浸入电解质溶液中 并通过盐桥沟通内电路 或其它不活泼材料 根据负极氧化 正极还原写出电极反应式 前提 是氧化还原反应 练习 利用2fe3 cu 2fe2 cu2 设计一个原电池 画出示意图 写出电极反应 正极 2fe3 2e 2fe2 负极 cu 2e cu2 cu c cuso4 fecl3 1 如图装置 电流表g发生偏转 同时a极逐渐变粗 b极逐渐变细 c为电解质溶液 则a b c应是下列各组中的哪一组 a a是锌 b是铜 c为稀h2so4b a是铜 b是锌 c为稀硫酸c a是铁 b是银 c为agno3溶液d a是ag b是铁 c为agno3溶液 d 练习2 根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池 cu s 2ag aq cu2 aq 2ag s 装置可采用烧杯和盐桥 画出此原电池的装置简图 注明原电池的正极和负极 注明外电路中电子的流向 写出两个电极上的电极反应 负极 2e 2 正极c 2ag 2e 2ag c cu agno3 cuso4 e 装置可采用烧杯和盐桥 画出此原电池的装置简图 注明原电池的正极和负极 注明外电路中电子的流向 写出两个电极上的电极反应 cu s 2ag aq cu2 aq 2ag s 练习2 根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池 cu s 2ag aq cu2 aq 2ag s zn 2e zn2 2h 2e h2 电池反应 zn 2h zn2 h2 3 把右图设计成有盐桥的原电池装置 并写出电极反应式及电池反应方程式 负极 fe 2e fe2 正极 2h 2e h2 总 fe 2h fe2 h2 负极 2fe 4e 2fe2 正极 2h2o o2 4e 4oh 总 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 不同的介质不同的电极反应 负极 2al 8oh 6e 2alo2 4h2o正极 6h 6e 3h2 总 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 稀硫酸 负极 mg 2e mg2 正极 2h 2e h2 总 mg 2h mg2 h2 负极 cu 2e cu2 正极 4h 2no3 2e 2no2 2h2o总 cu 4h 2no3 2no2 cu2 2h2o 稀h2so4 负极 2al 6e 2al3 正极 6h 6e 3h2 总 2al 6h 2al3 3h2 练习 1 下列关于下图所示原电池的说法正确的是 a铝片为正极b正极上有h2产生cal是电池的负极 开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出d当转移0 04mole 时 产生0 01molo2 cu bc 练习2 x y z w四种金属片进入稀盐酸中 用导线连接 可以组成原电池 实验结果如下图所示 则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为 z y x w 5 利用原电池原理设计新型化学电池 2 改变化学反应速率 如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气 1 进行金属活动性强弱比较 3 电化学保护法 即将金属作为原电池的正极而受到保护 如在铁器表面镀锌 三 原电池的主要应用 4 解释某些化学现象 1 比较金属活动性强弱 例1 下列叙述中 可以说明金属甲比乙活泼性强的是 c 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 a 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中 乙溶解 甲上有h2气放出 b 在氧化 还原反应中 甲比乙失去的电子多 d 同价态的阳离子 甲比乙的氧化性强 原电池原理应用 c 2 比较反应速率 例2 下列制氢气的反应速率最快的是 粗锌和1mol l盐酸 b a 纯锌和1mol l硫酸 纯锌和18mol l硫酸 c 粗锌和1mol l硫酸的反应中加入几滴cuso4溶液 d d 原电池原理应用 3 比较金属腐蚀的快慢 例3 下列各情况 在其中fe片腐蚀由快到慢的顺序是 5 2 1 3 4 原电池原理应用 例4 下列装置中四块相同的zn片 放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 4 2 1 3 4 判断溶液ph值变化 例5 在cu zn原电池中 200mlh2so4溶液的浓度为0 125mol l 若工作一段时间后 从装置中共收集到0 168l升气体 则流过导线的电子为 mol 溶液的ph值变 填 变大 变小 不变 若ph为多少 溶液体积变化忽略不计 变大 0 015 原电池原理应用 5 原电池原理的综合应用 例6 市场上出售的 热敷袋 的主