高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能电池（第1课时）原电池的工作原理课件2 鲁科版选修4.ppt

选修4第1章3节化学能转化为电能 电池第1课时原电池的工作原理2 1780年 伽伐尼 galvani l 青蛙抽搐实验 原电池的雏形 理论解释 生物电观点 意大利生物学家伽伏尼 普通干电池 手机电池 钮扣电池 笔记本电脑专用电池 摄像机专用电池 神六 用太阳能电池 伏打对生物电观点的质疑 volta a 1745 1827 1800年建立伏打电堆模型 伏打电池是实用电池的开端 实验探究 原电池工作原理 1 为什么装置中的铜片上会有气泡出现呢 该现象和铜片与稀硫酸不反应的结论相矛盾吗 2 铜片上的电子从哪来 3 锌片的质量有无变化 溶液中c h 如何变化 4 写出锌片和铜片上变化的离子方程式 5 电流表中指针发生偏转说明有电流通过 这又证明了什么呢 6 根据物理知识 判断上述原电池的正负极 交流与讨论 问题 cu zn 为什么h 在铜片上得到电子 而不是在锌片上得到电子 溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动 zn2 负极 正极 静电斥力 静电引力 条件一原电池的电极材料 结论一 有两种活动性不同的金属 或一种金属和一种非金属导体 做电极 较活泼的金属为负极 较不活泼的金属 碳棒 为正极 a b 铜锌原电池 条件二溶液的性质 结论二 两个电极插入电解质溶液中 两个电极插入电解质溶液中 c 铜锌原电池 稀硫酸 zn 稀硫酸 cu 条件三线路的连接 结论三 两个电极用导线相连构成闭合回路 d 铜锌原电池 cu zn 稀硫酸 zn2 h h 灯泡 等效电路 原电池的正负极判断 1 原电池是如何构成的 用 连接 极板插入 中 在原电池中 金属极板发生氧化反应 电子经导线从 金属一极流向 金属极板 溶液中易得到电子的 在不活泼的金属极板发生 在原电池中 相对活泼的金属为 极 相对不活泼的金属 或石墨电极 为 极 上述原电池发生的反应是 在锌电极 负极 在铜电极 正极 电子流方向 电子流从原电池的 经导线流向 溶液中离子运动方向 阳离子向 运动 阴离子向 运动 电流方向 电流从原电池的 经导线流向 再从 经内电路流向 从而形成闭合回路 2 原电池是如何工作的 导线 两块活动性不同的金属 电解质溶液 较活泼 较活泼 较不活泼 阳离子 还原反应 负 正 zn 2e zn2 负极 正极 正极 负极 正极 负极 负极 正极 负极 还原剂 ne 氧化产物 氧化反应 正极 氧化剂 ne 还原产物 还原反应 还原剂失去的电子流向正极 形成定向移动的电子流 使氧化反应和还原反应被分开在两极发生 使化学能转化成电能 源于生活中的偶然现象 创新与发明 原电池原理 应用于生活 各种电池 较活泼金属 氧化反应 较不活泼金属 或非金属导体 还原反应 课堂小结 两极一液成回路 氧化还原是核心 正负极的判断方法 归纳总结 二 原电池电极反应式的书写 1 1 将铁片 铜片用导线连接后 置于稀硫酸中 形成原电池 其正极反应式 负极反应式 总反应方程式 2 有一纽扣电池 其电极分别为zn和ag2o 以koh溶液为电解质溶液 电池的总反应为zn ag2o h2o 2ag zn oh 2 zn发生 反应 是 极 电极反应式是 ag2o发生 反应 是 极 电极反应式是 答案 2h 2e h2 fe 2e fe2 fe h2so4 feso4 h2 氧化 负 zn 2e 2oh zn oh 2 还原 正 ag2o 2e h2o 2ag 2oh 归纳总结 1 一般电极反应式的书写方法第一步 第三步 两式加验总式 两电极反应式相加 与总反应式对照验证2 已知总反应式 书写电极反应式 1 分析化合价 确定正极 负极的反应物与生成物 2 在电极反应式的左边写出得失电子数 使得失电子守恒 3 根据质量守恒配平电极反应式 4 复杂电极反应式 总反应式 简单的电极反应式 三 原电池的设计 解析答案 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 发生的电极反应式为 x电极上发生的电极反应式为 3 外电路中的电子是从 极流向 极 解析原电池中负极上发生氧化反应 正极上发生还原反应 盐桥起到形成闭合回路 平衡电荷的作用 由总反应方程式可知电极x的材料是cu 发生氧化反应 电解质溶液y是可溶性银盐溶液 常用agno3溶液 电极反应式如下 负极 cu 2e cu2 正极 2ag 2e 2ag 电子由负极 cu 流出 经外电路流向正极 ag 答案 1 cuagno3溶液 2 正2ag 2e 2agcu 2e cu2 3 负 cu 正 ag 归纳总结 原电池装置的设计方法思路以fe cuso4 feso4 cu反应为例 原电池装置设计方法思路如下第一步 将电池总反应拆成两个半反应负极 fe 2e fe2 正极 cu2 2e cu第二步 确定负极材料 正极材料和电解质溶液负极材料 失电子的物质 还原剂 作负极材料即fe 正极材料 用比负极材料金属活动性差的金属或非金属导体作正极材料即cu或ag或c等 电解质溶液 含有反应中作氧化剂的物质作电解质 即cuso4溶液 如果两个半反应分别在两个容器中进行 中间连接盐桥 则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子 第三步 画出装置图 并注明电极材料和电解质溶液 如下图 同步练习 重点难点探究 1 下列有关原电池的说法中正确的是 a 在内电路中 电子由正极流向负极b 在原电池中 一定是相对较活泼的金属作负极 不活泼的金属作正极c 原电池工作时 正极表面一定有气泡产生d 原电池工作时 可能会伴随着热能变化解析a项 内电路中不存在电子的移动 b项 若是由铝 镁 氢氧化钠溶液构成的原电池 则负极是铝 c项 若是由锌 铜 硫酸铜溶液构成的原电池 则正极表面析出铜 没有气泡产生 解析答案 d 变2 分析下图所示的四个原电池装置 其中结论正确的是 a 中mg作负极 中fe作负极b 中mg作正极 电极反应式为6h2o 6e 6oh 3h2 c 中fe作负极 电极反应式为fe 2e fe2 d 中cu作正极 电极反应式为2h 2e h2 解析答案 答案b 3 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 4 在原电池中 负极的金属性一定比正极的金属性强吗 试举例说明 答案 答案不一定 在判断原电池正 负极时 不要只考虑金属活动性的相对强弱 还要考虑电解质溶液 故应由电池反应来确定电极名称 发生氧化反应的金属作负极 如下图甲池中mg作负极 mg 2e mg2 al作正极 2h 2e h2 乙池中由于镁不与强碱反应而al和naoh溶液能反应 所以al作负极 al 3e 4oh alo 2h2o mg作正极 2h2o 2e h2 2oh 5 为什么实验室用粗锌比用纯锌与稀硫酸反应速率快 答案因为粗锌中锌 杂质和稀h2so4构成了原电池 减小了粒子运动时的相互干扰 答案 答案 6 利用反应cu 2fecl3 2fecl2 cucl2设计一个原电池 画出装置图 带盐桥 写出电极反应式 答案 负极 cu 2e cu2 正极 2fe3 2e 2fe2 返回 7 如图所示 x为单质硅 y为金属铁 a为naoh溶液 组装成一个原电池 回答下列问题 1 正极 填名称 下同 发生 反应 电极反应式 2 负极 发生 反应 电极反应式 3 电池总反应式 答案 铁 还原 4h2o 4e 4oh 2h2 硅 氧化 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 8 由锌片 铜片和200ml稀h2so4组成的原电池如图所示 解析答案 1 原电池的负极反应式为 正极反应式为 2 电流的方向是 3 一段时间后 当在铜片上放出1 68l 标准状况 气体时 h2so4恰好消耗一半 则产生这些气体的同时 共消耗 g锌 有 个电子通过了导线 原硫酸的物质的量浓度是 设溶液体积不变 答案 1 zn 2e zn2 2h 2e h2 2 由cu极流向zn极 3 4 8759 03 10220 75mol l 1 9 请运用原电池原理设计实验 验证cu2 fe3 氧