江苏省邳州市第二中学高中化学《1.2.1 原电池的工作原理》课件 新人教版选修5.ppt

第二单元化学能与电能的转化 原电池的工作原理 将zn片插入h2so4溶液中有什么现象 为什么 将cu片插入h2so4溶液中有什么现象 为什么 演示探究 若将zn片 cu片用一导线连接再浸在h2so4溶液中 有什么现象 为什么 将一zn片 cu片平行插入h2so4溶液中 有什么现象 为什么 导线间接一电流计有何现象产生 为什么 用一干电池连接电流计验证电子流向 确定zn片 cu片的正负极是怎样的 铜片上没有明显现象 锌片上有无色气体产生 铜片上没有明显现象 锌片上有无色气体产生 铜片上有无色气体产生 锌片无明显现象 铜片上有无色气体产生 锌片无明显现象 电流计发生偏转 h 在铜片上得到电子被还原成氢气 h 在铜片上得到电子被还原成氢气 说明有电子从锌片流入到铜片 原电池 问题探究1 你能找到原电池的正负极吗 这一原电池在工作时的电流流动方向是怎样的 定义 把化学能转变为电能的装置 电子由锌片经导线流向铜片 电流由铜片流出 从锌片流入 锌片 zn 2e zn2 氧化反应 铜片 2h 2e h2 还原反应 问题探究2 你知道原电池的工作原理吗 能不能写出在二个电极上的离子反应方程式 原电池的工作原理 氧化还原反应 氧化反应 zn 2e zn2 2h 2e h2 负极 正极 zn 2h zn2 h2 锌铜原电池原理 还原反应 意大利物理学家亚历山德罗 伏打 alessandrovolta 伏打电池 1 原电池 将化学能转化成电能的装置 化学能转化为电能 原电池的原理 氧化还原反应 总反应 2h 2e h2 zn 2e zn2 zn 2h zn2 h2 zn h2so4 znso4 h2 离子方程式 化学方程式 正极 负极 氧化反应 还原反应 2 电极反应 还原剂 zn 失去电子 发生氧化反应 氧化剂 h 在铜极上得到电子 发生还原反应 还原剂失去的电子从锌极流出 流入铜极 经外电路 zn2 h so42 电流方向 装置中电流方向 正负电极 电子流动方向 电极上的反应情况分析 思考 化学能是如何转变成电能的呢 思考 构成原电池的条件有哪些呢 实验探究形成原电池的条件 形成条件一 活泼性不同的两个电极 负极 较活泼的金属正极 较不活泼的金属 石墨等 形成条件二 电极需插进电解质溶液中 实验探究形成原电池的条件 形成条件三 必须形成闭合回路 实验探究形成原电池的条件 实验探究形成原电池的条件 形成条件四 必须存在自发的氧化还原反应 3 构成原电池的条件 1 有活泼性不同的两个电极 2 两电极都接触电解质溶液 3 正极 负极 电解质溶液构成闭合回路 4 在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应 电解质溶液 失e 沿导线传递 有电流产生 阳离子 负极 正极 阳离子 原电池工作原理 知识联想 请判断以下装置是否可以形成原电池 a d c b 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 并写出电极反应式和总反应式 cuso4溶液 cu fe cuso4溶液 zn ag ccl4纯液体 zn c 稀盐酸 fe fe 石墨 判断 把a b c d4块金属片浸入稀硫酸中 用导线两两相连组成原电池 若a b相连时 a为负极 c d相连时 d上产生大量气泡 a c相连时 电流由c经导线流向a b d相连时 电子由d经导线流向b 则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为 a b c d a c d b c a b d b a c d a b c d a c d b 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 四种金属 将 和 用导线连接起来 浸入电解质溶液中 不易腐蚀 将 分别放入等浓度盐酸中 比 反应剧烈 将 浸入 的盐溶液中无明显变化 如果把 浸入 的盐溶液中 有金属 析出 其活动顺序为 b 3 一个原电池的总反应的离子方程式是zn cu2 zn2 cu 该反应的原电池的组成正确的是 c 4 如图所示 在铁圈和银圈的焊接处 用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中 使之平衡 小心的向烧杯中央滴入cuso4溶液 片刻后可观察到的现象是 d a 铁圈和银圈左右摇摆不定 b 保持平衡状态 c 铁圈向下倾斜 d 银圈向下倾斜 原电池原理的应用 二 原电池原理的应用 1 研制分析化学电源 2 促进某些氧化还原反应的进行 加快反应速率 3 寻找钢铁防腐蚀的方法 4 原电池的设计 原理 在潮湿空气中钢铁表面形成无数微小的原电池 负极 fe 2e fe2 正极 2h20 o2 4e 4oh fe2 2oh fe oh 24fe oh 2 2h20 o2 4fe oh 32fe oh 3 fe2o3 3h2o 4 原电池的设计 1 请结合组成原电池的条件 将氧化还原反应 fe cu2 cu fe2 设计成一个原电池 1 电解液 2 电极材料 正极 负极 3 电极反应式 负极 正极 4 原电池的设计 2 将氧化还原反应 cu 2fecl3 2fecl2 cucl2设计成一个原电池 1 电解液 2 电极材料 正极 负极 3 电极反应式 负极 正极 4 原电池的设计 3 将氧化还原反应 2al 6hcl 2alcl3 3h2 设计成一个原电池 1 电解液 2 电极材料 正极 负极 3 电极反应式 负极 正极 4 原电池的设计 4 将氧化还原反应 al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 设计成一个原电池 1 电解液 2 电极材料 正极 负极 3 电极反应式 负极 正极 问题探究将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸中 是否构成了原电池 若构成了原电池 负极材料是什么 电极反应式 1 一次电池 如干电池 用过后不能复原 2 二次电池 如蓄电池 充电后能继续使用 3 燃料电池 4 海水电池 负极 锌筒 zn 2e zn2 正极 石墨 2mno2 2nh4 2e mn2o3 2nh3 h2o总反应 zn 2mno2 2nh4 zn2 mn2o3 2nh3 h2o 干电池 zn mn普通干电池 1 一次电池 锌锰碱性电池是一种新型的干电池 正极材料为mno2 负极材料为zn 还原产物为mnooh 电解质是koh溶液 总 zn 2mno2 2h2o zn oh 2 2mno oh 请写出电极反应式并分析其工作原理 负极 zn 2oh 2e zn oh 2正极 2mno2 2h2o 2e 2mno oh 2oh 总反应 zn 2mno2 2h2o zn oh 2 2mno oh 碱性zn mn干电池 银锌电池 钮扣电池该电池使用寿命较长 广泛用于电子表和电子计算机 其电极分别为ag2o和zn 电解质为koh溶液 发生反应后生成ag和zno 其电极反应式为 负极 zn 2oh 2e zno h2o正极 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 银锌纽扣电池 总反应式为 zn ag2o zno 2ag 2 二次电池 铅蓄电池 1 电极材料及原料 2 电解质溶液 3 电极反应式 正极 pbo2负极 pb h2so4溶液 负极 pb pb 2e so42 pbso4 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 正极 pbo2 pbo2 4h so42 2e pbso4 2h2o 总反应 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的 能量转换器 优点 效率高 无污染 装置可持续使用 燃料电池不是把还原剂 氧化剂物质全部贮藏在电池内 而是在工作时 不断从外界输入 同时将电极反应产物不断排出电池 3 新型燃料电池 负极 2h2 4oh 4e 4h2o正极 o2 2h2o 4e 4oh 总反应 o2 2h2 2h2o 常见的燃料电池有氢氧燃料电池 甲烷燃料电池 铝 空气燃料电池 熔融盐燃料电池等 如图电池反应 怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式 书写步骤 1 写出燃烧反应 根据电解液改写燃料电池总反应 2 写出正极的电极反应式 一般较简单 3 由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式 正极反应一般为 酸性介质 碱性介质 o2 4h 4e 2h2o o2 2h2o 4e 4oh ch4 o2 naoh组成的燃料电池1 燃烧总化学反应 ch4 2o2 co2 2h2o2 燃料电池总反应 3 正极 4 负极 ch4 2oh 2o2 co32 3h2o 2o2 4h2o 8e 8oh ch4 10oh 8e co32 7h2o 甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质溶液构成的新型手机电池 电量可达现用镍氢或锂电池的十倍 可连续使用一个月才充一次电 据此回答 1 甲醇是极 电极反应式是 2 电池反应的离子方程式 2ch3oh 16oh 12e 2co32 12h2o 2ch3