人教版选修4 第4章第1节 原电池 课件（31张）.ppt

第四章电化学基础 第一节原电池 有两种活动性不同的金属 或一种是非金属单质或金属氧化物 作电极电解质溶液形成闭合电路能自发进行氧化还原反应 负极 失电子 氧化反应 正极 得电子 还原反应 cu zn zn2 h h 负极 正极 阳离子 阴离子 正极 负极 so42 a e 电子电流走向 电子 负极 正极 电流 正极 负极 溶液中阴离子 负极 溶液中阳离子 正极 原电池工作原理 负极 zn 2e zn2 氧化反应 2h 2e h2 还原反应 正极 总反应式 zn 2h zn2 h2 现象 锌棒溶解 铜棒上有气泡 电极反应 对点练习 右图中 两电极上发生的电极反应为 a极 cu2 2e cub极 fe 2e fe2 下列说法中不正确的是 a 该装置为原电池b a极上发生还原反应c 电子由b ad 该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能 d 变式练习 在盛有稀h2so4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片 下列叙述正确的是 a 正极附近的so42 浓度逐渐增大b 电子通过导线由铜片流向锌片c 正极有o2逸出d 铜片上有h2逸出 d 想一想 理论上应看到只在铜片上有大量气泡 实际上锌片上也有大量气泡产生 这是什么原因导致的呢 最终又会造成什么后果 怎样避免和克服呢 znso4溶液 h2so4溶液 如何改进原电池装置 让锌片与稀硫酸不直接接触 一 盐桥原电池 盐桥 在u型管中装满用饱和kcl溶液和琼脂作成的冻胶 锌半电池 负极 zn 2e zn2 铜半电池 正极 2h 2e h2 一 盐桥原电池 盐桥作用 沟通内电路传导离子 使之成为闭合回路 可使连接的两溶液保持电中性 保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移 带盐桥原电池优点 改进后的原电池装置提高了能量转换率 znso4溶液 h2so4溶液 改进后的原电池装置化学能不会自动释放 氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应 启发 一 盐桥原电池 请根据反应 zn cuso4 znso4 cu设计一个原电池装置 标出电极材料和电解质溶液 写出电极反应方程式 还原剂和氧化产物为负极的半电池氧化剂和还原产物为正极的半电池 zn 2ag zn2 2ag 根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液外电路用导线连通 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 二 盐桥原电池设计思路 对点练习 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型管 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 c 1 电极x的材是 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 变式练习依据氧化还原反应 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 变式练习 锌铜原电池 如图 工作时 下列叙述正确的是 a 正极反应为zn 2e zn2 b 电池反应为zn cu2 zn2 cuc 在外电路中 电流从负极流向正极d 盐桥中的k 移向znso4溶液 b 1 简单原电池电极方程式的写法 三 原电池电极方程式的书写 三步走 第一步 按金属性强的做负极 判断出原电池的正负极 第二步 分析负极可否与电解质溶液反应 并写出反应方程式 进一步写出离子反应方程式 第三步 根据负极发生失电子的氧化反应 正极发生得电子的还原反应写出电极反应式 负极 cu失电子cu 2e cu2 正极 fe3 得电子2fe3 2e 2fe2 cu 2fecl3 cucl2 2fecl2 先写出总反应 即负极与电解质溶液反应 拆成离子方程式 cu 2fe3 cu2 2fe2 根据化合价升降判断正负极 总反应方程式 负极 al 失e 2al 6e 2al3 2al3 8oh 2alo2 4h2o 负极总反应 2al 8oh 6e 2alo2 4h2o 正极 总反应 负极反应 6h2o 6e 6oh 3h2 拆成离子方程式 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 根据化合价升降判断正负极 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 三步走 第一步 按金属性强的做负极 判断出原电池的正负极 第二步 分析负极可否与电解质溶液反应 并写出反应方程式 进一步写出离子反应方程式 第三步 根据负极发生失电子的氧化反应 正极发生得电子的还原反应写出电极反应式 以金属性强弱判断正负极并不适用与所有情况 应视具体情况结合第二步来分析 2 燃料电池电极方程式的写法总反应 实际上就是燃料的完全燃烧 三 原电池电极方程式的书写 正极 通入氧化剂 为氧化剂得到电子的还原反应 通常为氧气 负极 通入燃料 为燃料失去电子的氧化反应 通常为可燃性气体如h2 co ch4 ch3oh等 以正极反应为基准 掌握两种情况下的正极反应的书写 同时注意燃烧产物与电解质溶液是否可以反应来确定总反应方程式 总反应 2h2 o2 2h2o 正极 o2 4e 4h 2h2o 负极 2h2 4e 4h 正极 o2 4e h2o 4oh 负极 2h2 4e 4oh 3h2o 总反应 2co o2 2co2 正极 o2 4e 4h 2h2o 负极 2co 4e 2h2o 4h 2co2 正极 o2 4e h2o 4oh 负极 2co 4e 4oh h2o 2co2 2co o2 2co2 co2 2naoh na2co3 2co o2 4naoh 2na2co3 2co o2 4oh 2co32 正极 o2 4e h2o 4oh 负极 2co 4e 8oh h2o 2co32 以正极反应为基准 掌握两种情况下的正极反应的书写 同时注意燃烧产物与电解质溶液是否可以反应来确定总反应方程式 燃料电池电极方程式的写法 3 复杂原电池电极方程式的书写 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 练习 写出铅酸蓄电池的电极反应 pb so42 2e 2pbso4 负极 pb失电子 4h 2h2o 正极 pbo2 so42 2e pbso4 三 原电池电极方程式的书写 尽可能写出原电池的氧化还原反应利用闭合回路分析原电池的正负极利用负极发生氧化反应 正极发生还原反应来书写 银锌电池 电解质为koh 的电池总反应为 zn ag2o zno 2ag写出其正 负极反应 zn 2e zno 2oh h2o ag2o 2e 2ag h2o 2oh 负极 正极 1 比较金属活动性强弱 对点练习 下列叙述中 可以说明金属甲比乙活泼性强的是 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c 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极d 同价态的阳离子 甲比乙的氧化性强 c 四 原电池原理应用 变式练习 m n p e四种金属 m n2 n m2 m p用导线连接放入硫酸氢钠溶液中 m表面有大量气泡 n e用导线连接放入e的硫酸溶液中 电极反应为e2 2e e n 2e n2 四种金属的还原性由强到弱的顺序是 a pmneb enmpc pnmed epmn a 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 四 原电池原理应用 3 比较金属腐蚀的快慢 例3 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 四 原电池原理应用 例4 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气体 则流过导线的电子为 mol 溶液的ph值变 溶液体积变化忽略不计 0 2 解得 y 0 015 mol x 0 015 mol 3 75 10 4 mol l ph lg3 75 10 4 4 lg3 75 答 0 015 根据电极反应 正极 负极 zn 2e zn2 2h 2e h2 得 2222 4 xy0 168 解 0 2 0 125 2 c h 余 2h 2e h2 大 0 015 四 原电池原理应用 4 判断溶液ph值变化 例5 市场上出售的 热敷袋 的主要成分为铁屑 炭粉 木屑 少量氯化