选修4 化学反应原理 第四章 第一节 原电池原理复习（定）

2020/4/27,1,新课标人教版高中化学复习课件,选修4化学反应原理,授课人:万年中学刘景庆,第一节原电池原理,第一节原电池原理,【复习提问】1.什么是原电池？2.构成原电池的条件是什么？3.原电池产生电流的原理是什么？4.单液电池有哪些缺点？为什么要改为加盐桥的双液电池？5.盐桥的作用是什么？,2020/4/27,2,知识回顾,2020/4/27,3,构成原电池的条件,u,构成原电池的条件,（1）,（2）,（3）,（4）,2020/4/27,4,一、构成原电池的条件,1、一般需要有活泼性不同的两种金属作电极（或一种是非金属导体）2、电解质溶液（电极均需浸入电解质溶液中）3、形成闭合电路4、自发进行的氧化还原反应,构成原电池的条件,2020/4/27,5,例1.请写出图片中原电池的电极反应式和电池反应方程式。,负极：,（锌片）Zn-2e-=Zn2+氧化反应,正极：,（铜片）2H+2e-=H2,稀H2SO4,还原反应,原电池原理,2020/4/27,6,氧化反应,Zn-2e=Zn2+,铜锌原电池,电解质溶液,失e，沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H+2e-=H2,阴离子,阳离子,负极,正极,二、原电池原理,外电路,内电路,原电池原理,2020/4/27,7,【探究实验一】,请根据反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计一个单液原电池，并描述现象。,原电池原理的应用,【现象】1.电流表指针发生偏转,但不稳定。,2.两个电极上都有红色物质生成,？,2020/4/27,8,【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，另一部分电子直接被硫酸铜溶液中的Cu2+结合,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。,盐桥原电池原理,2020/4/27,9,电极反应式：,负极：Zn-2e-=Zn2+正极：Cu2+2e-=Cu,电池反应方程式：,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,【探究实验二】,盐桥原电池原理,2020/4/27,10,为什么上述装置能产生持续稳定的电流？,思考,1.负极不和电解质溶液起反应，电子为什么会流动？,2.盐桥有什么作用？,Zn2+/Zn构成的电极电势较小，而Cu2+/Cu构成的电极电势较大，故电子总是由电势低的Zn经导线流向Cu.,盐桥原电池原理,2020/4/27,11,导线传递电子，沟通外电路；而盐桥则传递阴阳离子，沟通内电路。盐桥保持溶液电中性，使两个烧杯中的溶液连成一个通路。,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,（1）沟通内电路（2）保持溶液电中性,盐桥原电池原理,2020/4/27,12,此原电池的优点：能产生持续、稳定的电流。避免了电极直接与电解质溶液反应，部分能量转变为热能。,盐桥原电池原理,2020/4/27,13,由两个半电池组成（1）锌和锌盐溶液构成锌半电池（2）铜和铜盐溶液构成铜半电池,半电池中溶液含Ag+时，为什么不选择含KCl溶液的盐桥？,【设问】,Cl-会与Ag+结合成难溶物AgCl,造成堵塞。,盐桥原电池原理,2020/4/27,14,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稀硫酸溶液（与硫酸铜溶液的浓度相同）的烧杯中，中间用一盐桥连接，观察并比较产生电流强度的大小。,H2SO4,【探究实验三】,原电池反应的本质,较大,较小,2020/4/27,15,1.原电池反应的本质就是自发的氧化还原反应。,2.在相同条件下，原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。,将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。,【注意】,【总结】,负极：还原剂-ne-氧化产物正极：氧化剂+ne-还原产物,原电池反应的本质,2020/4/27,16,1.下列各反应能设计成原电池吗？如果能请画出带盐桥的原电池装置图。(1)HCl+NaOH=NaCl+H2O(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+(3)Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+,巩固练习,【巩固练习】,2020/4/27,17,2.Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极,Fe作_极电极反应式是：负极_正极_总反应式是_如将稀硫酸改为浓硝酸则：Cu作_极,Fe作_极电极反应式是：负极_正极_总反应式是_,Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O,正,负,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+2H+=Fe2+H2,负,正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H+2e-=2NO2+2H2O,3.实验室氢气选用纯锌粒好还是选用粗锌好？为什么？,选用粗锌好，形成原电池可加快反应。一般先把锌用硫酸铜溶液浸泡一下。,巩固练习,2020/4/27,18,4.下图I、II分别是甲乙两组同学将反应“AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒，甲组向图I烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图IIB烧杯中逐滴加入适量40%的NaOH溶液。,A.甲操作时，电流表A指针发生偏转B.甲操作时，溶液颜色变浅C.乙组操作时，C2作正级D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2+2e-=2I-,可逆电池,2020/4/27,19,答案D,可逆电池,向装置的B烧杯中加入NaOH溶液，原平衡逆向移动，发生AsO33-2eH2O=AsO43-2H，电子沿导线到C1棒，I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。,【解析】装置中的反应AsO432I2HAsO33I2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，电子由I-转移给AsO43-，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；,【注意】涉及化学平衡的可逆电池1.当达到平衡时，电路中的电流表指针指到0.2.当反应的主体方向改变时，电池的正负极刚好互换。3.分析正负极的思路：改变条件平衡移动化合价升降电子转